聚羧酸減水劑生產中使用的危化品及防護措施

李劍梅，鄧磊，艾玲，蔣禹，陳文紅，羅小艷

（貴州科之杰新材料有限公司，貴州 龍里 551206）

0 引言

目前在混凝土行業中，萘系等傳統高效混凝土存在很多技術性能的局限性，不能滿足當前人們對混凝土的需求。由于聚羧酸系高性能減水劑有很多突出優點，其用量逐步增加，正慢慢取代萘系和脂肪族減水劑，成為用量最大的混凝土外加劑品種，其快速發展利用是混凝土質量向高性能化方向發展的必然要求[1]。近年來在聚羧酸減水劑的工業化生產實踐中，也出現了一些新情況、新問題。本文簡單概述了聚羧酸減水劑生產過程中用到的危化品，并給出了相應的防護措施，以供砼行借鑒。

1 聚羧酸減水劑概述

近年來，各建設工程對外加劑的需求不斷增加，我國混凝土外加劑行業發展迅速，特別是聚羧酸系減水劑，由于其良好的性能在外加劑行業中格外突出，備受關注。我國的減水劑經歷了從“普通減水劑”到“高效減水劑”再到“高性能減水劑”的發展[2]。當前國外對聚羧酸減水劑的使用量已經達到80% 以上。聚羧酸減水劑摻量低；減水率高，可達45%；能減少水泥的用量；能提高混凝土的工作性、耐久性和穩定性，節約投資成本。

聚羧酸減水劑根據不同的化學結構可以分為四類，有甲基丙烯酸共聚物、烯丙基醚共聚物、酰胺共聚物和聚酰胺—聚乙烯乙二醇支鏈兩性型共聚物。第一和第二類比較常用，是混凝土外加劑行業的優先選擇，第三類和第四類價格比較昂貴，不利于降低綜合工程造價[3]。

2 聚羧酸減水劑合成工藝

聚羧酸減水劑的種類很多造成其合成工藝大不相同，總得來說可以分為三大類：第一類，不同類型封端聚氧乙烯醚產物與不飽和羧酸聚合產物；第二類，活性大單體甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯與不飽和羧酸聚合產物；第三類，醚類和酯類大單體與不飽和羧酸共聚產物[1]。概括來說可以將聚羧酸減水劑分為聚酯類和聚醚類，其中聚酯類的合成過程為酯化—聚合—中和，聚醚類合成過程為聚合—中和。聚醚類比聚酯類少了一個酯化過程，化工生產中可根據有利條件選擇不同的合成工藝。

3 聚羧酸減水劑生產中使用的?；放c防護措施

在聚羧酸減水劑合成工藝中，需要使用的原材料包括引發劑、小單體、鏈轉移劑和片堿等。其中引發劑有過硫化物和過氧化物，常用的是過氧化氫（H2O2）和過硫酸銨 [(NH4)2S2O8]，小單體常用的是丙烯酸和丙烯酸羥乙酯，鏈轉移劑常用的是巰基乙醇和巰基乙酸。

3.1 引發劑

聚羧酸減水劑聚合反應中使用的引發劑主要有過氧化物和過硫化物，常用的是過氧化氫（H2O2）和過硫酸銨 [(NH4)2S2O8]，是強氧化劑，受熱易分解。用于聚羧酸減水劑中引發烯類自由基聚合和共聚合反應。引發劑是減水劑合成中不可缺少的原材料，它的用量會影響減水劑的鏈長度和分子量，適宜的鏈長度才能讓減水劑發揮最好的作用。

由于過氧化氫和過硫酸銨都具有腐蝕性，在獲得優質的聚羧酸減水劑的同時，要注意生產過程的安全性。

過氧化氫是爆炸性強氧化劑，本身不燃，但能與可燃物反應放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸。在 pH值為3.5～4.5時最穩定，在堿性溶液中極易分解，在遇強光，特別是短波射線照射時也能發生分解[4]。

過硫酸銨，具有腐蝕性、刺激性，可致人體灼傷。受高熱和撞擊時會爆炸，與還原劑、有機物、易燃物混合可形成爆炸性混合物。過硫酸銨也可以用于制造過氧化氫，在聚羧酸減水劑生產中，以過硫酸銨或過氧化氫為引發助劑使小單體發生聚合反應。在我們實驗檢驗、投料和儲存中，要注意勞保用品的使用，戴好橡膠手套和化學安全防護眼鏡，穿防腐蝕的工作服等，避免對自身造成傷害；若不慎沾到皮膚上應立即用清水沖洗[4]。

3.2 小單體

聚羧酸減水劑生產中用到的小單體種類較多，最常用的是丙烯酸和丙烯酸羥乙酯，其中丙烯酸是聚羧酸減水劑的主要原料，是聚合速度十分快的乙烯類單體，是最簡單的不飽和羧酸。其作為小分子單體和大單體反應，在鏈轉移劑的作用下，形成梳形分子結構。

丙烯酸酸性較強，有腐蝕性，化學性質活潑。其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火，高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑發生強烈反應。若遇高熱，可能發生聚合反應，出現大量放熱現象，引起儲存容器破裂和爆炸事故[4]。

丙烯酸羥乙酯可由丙烯酸和環氧乙烷在催化劑作用下制得，其在聚羧酸減水劑中的作用與丙烯酸大致相同，但直接使用丙烯酸可以減少生產步驟，一般化工廠選用丙烯酸獲得更好的效益。

它們都是有毒有腐蝕性的液體，存在活潑的化學官能團，在生產制備聚羧酸減水劑時，要做好勞保措施，具體如下：

（1）空氣中濃度超標時，應佩戴防毒面具，緊急事態搶救或逃生時，佩戴自給式呼吸器。

（2）戴化學安全防護眼鏡。

（3）穿防腐材料制作的工作服。

（4）戴橡皮手套。

（5）工作后，沐浴更衣，注意個人清潔衛生。

3.3 鏈轉移劑

巰基類化合物是聚羧酸減水劑合成中常用的鏈轉移劑。如巰基乙醇和巰基乙酸。鏈轉移劑本身對聚羧酸減水劑合成的反應速度沒有大的影響，只是控制聚合物的鏈長短，可以有效地增長自由基使自由基轉移。一般情況下，鏈轉移劑用量增多，聚合物的鏈會變短，粘度會變小[5]。

巰基乙酸和巰基乙醇都含有巰基，都是高毒類液體，有強烈刺激性氣味，遇明火高熱會引起爆炸，受熱分解產生有毒的硫化物煙氣，腐蝕性較強。其安全防護措施一定要做好，戴防毒面具、防護眼鏡、耐酸堿橡膠手套。穿好防酸堿工作服等[5]。

（1）皮膚接觸：脫去被污染的衣物，用大量流動清水沖洗。

（2）眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，就醫。

（3）吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處，保持呼吸道暢通。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，進行人工呼吸，就醫。

（4）食入：飲過量溫水，催吐，就醫。

（5）滅火方法：使用水、霧狀水、干粉或砂土滅火，發生泄露時，撤離人員至安全區。

3.4 無機堿

聚羧酸減水及生產過程中通常要使用無機堿對反應進行中和以終止反應。最常用的無機堿為氫氧化鈉。固體片狀氫氧化鈉俗稱片堿，是羧酸工業最常用的一種堿性原材料。

片堿不會燃燒；遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液；與酸發生中和反應并放熱；具有強腐蝕性，有強烈刺激性和腐蝕性。其產生的粉塵或煙霧刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔，皮膚和眼直接接觸可引起灼傷，誤服可造成消化道灼傷，粘膜糜爛，出血和休克[5]。

員工在上崗之前要做好防護措施，穿好防護服，戴好手套，護目鏡或面具，工廠要提供安全沐浴和洗眼設備。如濺入眼內，應立即用清水或生理鹽水沖洗15分鐘，然后再加入2% 奴佛卡因，嚴重需送醫治療。

4 總結

聚羧酸減水劑規模不斷擴大，市場不斷成熟，產品不斷創新。聚羧酸減水劑是混凝土外加劑行業發展的一個里程碑，其優秀的性能特征備受混凝土外加劑行業的青睞。而在聚羧酸減水劑的生產過程中不可避免地要使用到一定量的危險化學品，了解所使用的危化品的性質及相應的防范措施對于企業安全生產具有重要意義。