有機硅改性高分子水泥助磨劑合成研究

梁英(石家莊市海森化工有限公司，河北 石家莊 051130)

有機硅改性高分子水泥助磨劑合成研究

梁英(石家莊市海森化工有限公司，河北 石家莊 051130)

水泥作為我國建筑工事的主要基礎材料之一，具有用途廣、用量大的特點。隨著我國各種建筑工程項目的不斷增多，對水泥的需求也越來越大，水泥生產的規模也不斷擴大。但由于生產工藝還存在一定的不足，導致了水泥生產能耗較高而利用率卻很低的不良現象。因此，為了在保證質量的同時提高水泥的利用效率，一些企業開始利用有機硅改性高分子作用原理進行水泥助磨劑的研發。基于上述背景，本文將在初步了解有機硅改性高分子特性的基礎上，借鑒相關學者的研究成果，進行有機硅改性高分子水泥助磨劑的合成研究。

有機硅；改性高分子；水泥助磨劑；合成研究

當前，水泥助磨劑在水泥生產中的應用已經比較廣泛。一些常用的水泥助磨劑雖然對于降低生產能耗、提高能量利用率具有一定的積極作用，但是由于合成物的來源和制成技術等問題，使這些助磨劑具有綜合成本高、穩定性差的不足。因此，為了更好的應對這些問題，生產出中國制造的成本適中、穩定性較高的水泥助磨劑已經成為水泥生產的必然趨勢。

1 有機硅改性高分子的特性

1.1 穩定性較好

有機硅高分子是一種半有機、半無機的高分子化合物，因此擁有機聚合物和無機聚合物的雙重特性，具有耐高低溫、耐氣候老化、耐臭氧、電氣絕緣、無毒無味、生理惰性等多種優異性能[1]。有機硅改性高分子不僅結合了上述高分子的優點，還具有梳型分子結構，多種功能基因團使得分子的結構更加穩定，而且分子能夠錨固在水泥顆粒的表面，具有較好的分散性。

1.2 表面活性較高

有機硅改性高分子是對經過有機硅高分子化學改性或共混改性（包括接枝共聚、嵌段共聚、交替共聚、無視共聚等方式）而形成的新的高分子聚合物的一種統稱[2]。通過這些化學反應能夠實現分子的靈活設計，進行有針對性的功能基團選擇，使分子結構的性能更好、有機硅的表面活性更高。這與其他水泥助磨劑相比具有更明顯的應用優勢。

1.3 環保作用顯著

有機硅改性高分子聚合物是一種可以循環利用的綠色原料，可以實現生產和使用的清潔化，且過程中不會產生對環境有害的廢氣、廢水或廢渣等固體廢棄物。這一特性使有機硅改性高分子水泥助磨劑的研發更加符合我國節約能源和可持續發展戰略的要求[3]。

2 有機硅改性高分子在水泥助磨劑研發中的應用原理

水泥助磨劑指的是在水泥熟料的粉磨過程中加入的少量液體或固體的物質，以提高粉磨效率或降低能耗，同時又不會損害水泥性能的化學添加劑外加物質的統稱。那么，有機硅改性高分子是如何發揮這種水泥助磨劑作用的呢？下文將就此進行有機硅改性高分子的作用原理分析。

有機硅改性干份子聚合物（因多個相近長度的線型支鏈相間連接在一個主鏈上而形成的聚合物，因形狀像梳子而得名。常用端基為雙鍵的大分子單體與其他烯類單體共聚制備，是一種構筑控制聚合物）具有梳型的分子結構[4]。

（1）有機硅改性高分子聚合物具有有效消除和減少團聚的作用，將水泥生產過程中產生的能量能夠更多的用于水泥顆粒的粉碎，使顆粒更加均勻細膩，從而實現提高水泥粉磨效率、降低水泥能耗的目標。

因為有較長的聚醚側鏈，且短鏈中包含著Si-O鍵和羥基、羧基等多種功能基團，使其能夠很容易的吸附在水泥顆粒的表面。這時，分子中的負電荷就會使數你顆粒之間因產生靜電而出現排斥現象，起到顆粒分散的作用，對于防止裂紋界面的愈合發揮效用。而且，由于Si-O鍵具有極高的表面活性和分散性，可以有效的降低水泥顆粒表面的自由能，為長的聚醚側鏈能夠發揮更大的空間位阻效果，進一步增強水泥顆粒的分散性能，起到加速裂紋擴展的作用。

（2）有機硅改性高分子聚合物具有激發和誘導水泥混合材料的水化活性，增強水泥使用效果，延長水泥使用壽命的作用。

有機硅改性高分子的負電荷所產生的靜電排斥效應可以結合長聚醚側鏈的空間位阻效應，對于降低水界面張力、促進水泥顆粒之間的潤滑效果發揮著重要的作用。能夠使水充分的進入到水泥顆粒之間的微小空隙中去，從而實現對水泥流動性的改善。

有機硅改性高分子水泥助磨劑的研發不僅能夠使水泥助磨劑在發揮改善水泥顆粒分布并激發水化動力、提高水泥早期強度和后期強度等作用，還有利于改善水泥生產過程中的粉磨工藝，而且對于降低能量消耗、提高能量的使用效率具有重要的作用。綜上所述，運用有機硅改性高分子進行水泥助磨劑的研發具有一定的科學理論依據。

3 結語

通過本文對有機硅改性高分子水泥助磨劑的合成研發探究，使我們初步了解了有機硅改性高分子特性，并證實了有機硅改性高分子聚合物在水泥助磨劑合成研發中應用的合理性。但這只是就理論而言。基于對我國企業當前的經濟發展水平和技術研究實力的考慮，具體的有機硅改性高分子水泥助磨劑合成研發工作還需要國家有關部門給予資金和技術方面的扶持。同時也需要虛心借鑒國外相關研究的先進經驗，在適度借鑒中逐漸提高我國有機硅改性高分子水泥助磨劑合成研發能力，建立具有高技術水平和專業優勢的自主研發隊伍。

[1]鄭嬌玲,李偉峰,沈曉冬等.梳型聚合物水泥助磨劑的合成及應用[J].南京工業大學學報（自然科學版）,2015,37(1):32-37.

[2]陶昊,黃建國,施劍林等.水泥助磨劑的研究進展[J].材料導報,2013,27(17):105-109.

[3]許永東,陳小平,趙秋勇等.水泥助磨劑研究現狀及展望[J].材料導報,2013,27(z1):314-316,338.

[4]王劍鋒,王棟民,李端樂等.水泥助磨劑分子結構對其助磨性能的影響[J].硅酸鹽學報,2013,(8):1111-1115.

梁英（1972-），男，漢族，籍貫：河北景縣，職稱：工程師，本科學歷，研究方向：主要從事精細化工品生產與研究。