有机硅改性高分子水泥助磨剂合成研究

梁英(石家庄市海森化工有限公司，河北 石家庄 051130)

有机硅改性高分子水泥助磨剂合成研究

梁英(石家庄市海森化工有限公司，河北 石家庄 051130)

水泥作为我国建筑工事的主要基础材料之一，具有用途广、用量大的特点。随着我国各种建筑工程项目的不断增多，对水泥的需求也越来越大，水泥生产的规模也不断扩大。但由于生产工艺还存在一定的不足，导致了水泥生产能耗较高而利用率却很低的不良现象。因此，为了在保证质量的同时提高水泥的利用效率，一些企业开始利用有机硅改性高分子作用原理进行水泥助磨剂的研发。基于上述背景，本文将在初步了解有机硅改性高分子特性的基础上，借鉴相关学者的研究成果，进行有机硅改性高分子水泥助磨剂的合成研究。

有机硅；改性高分子；水泥助磨剂；合成研究

当前，水泥助磨剂在水泥生产中的应用已经比较广泛。一些常用的水泥助磨剂虽然对于降低生产能耗、提高能量利用率具有一定的积极作用，但是由于合成物的来源和制成技术等问题，使这些助磨剂具有综合成本高、稳定性差的不足。因此，为了更好的应对这些问题，生产出中国制造的成本适中、稳定性较高的水泥助磨剂已经成为水泥生产的必然趋势。

1 有机硅改性高分子的特性

1.1 稳定性较好

有机硅高分子是一种半有机、半无机的高分子化合物，因此拥有机聚合物和无机聚合物的双重特性，具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电气绝缘、无毒无味、生理惰性等多种优异性能[1]。有机硅改性高分子不仅结合了上述高分子的优点，还具有梳型分子结构，多种功能基因团使得分子的结构更加稳定，而且分子能够锚固在水泥颗粒的表面，具有较好的分散性。

1.2 表面活性较高

有机硅改性高分子是对经过有机硅高分子化学改性或共混改性（包括接枝共聚、嵌段共聚、交替共聚、无视共聚等方式）而形成的新的高分子聚合物的一种统称[2]。通过这些化学反应能够实现分子的灵活设计，进行有针对性的功能基团选择，使分子结构的性能更好、有机硅的表面活性更高。这与其他水泥助磨剂相比具有更明显的应用优势。

1.3 环保作用显著

有机硅改性高分子聚合物是一种可以循环利用的绿色原料，可以实现生产和使用的清洁化，且过程中不会产生对环境有害的废气、废水或废渣等固体废弃物。这一特性使有机硅改性高分子水泥助磨剂的研发更加符合我国节约能源和可持续发展战略的要求[3]。

2 有机硅改性高分子在水泥助磨剂研发中的应用原理

水泥助磨剂指的是在水泥熟料的粉磨过程中加入的少量液体或固体的物质，以提高粉磨效率或降低能耗，同时又不会损害水泥性能的化学添加剂外加物质的统称。那么，有机硅改性高分子是如何发挥这种水泥助磨剂作用的呢？下文将就此进行有机硅改性高分子的作用原理分析。

有机硅改性干份子聚合物（因多个相近长度的线型支链相间连接在一个主链上而形成的聚合物，因形状像梳子而得名。常用端基为双键的大分子单体与其他烯类单体共聚制备，是一种构筑控制聚合物）具有梳型的分子结构[4]。

（1）有机硅改性高分子聚合物具有有效消除和减少团聚的作用，将水泥生产过程中产生的能量能够更多的用于水泥颗粒的粉碎，使颗粒更加均匀细腻，从而实现提高水泥粉磨效率、降低水泥能耗的目标。

因为有较长的聚醚侧链，且短链中包含着Si-O键和羟基、羧基等多种功能基团，使其能够很容易的吸附在水泥颗粒的表面。这时，分子中的负电荷就会使数你颗粒之间因产生静电而出现排斥现象，起到颗粒分散的作用，对于防止裂纹界面的愈合发挥效用。而且，由于Si-O键具有极高的表面活性和分散性，可以有效的降低水泥颗粒表面的自由能，为长的聚醚侧链能够发挥更大的空间位阻效果，进一步增强水泥颗粒的分散性能，起到加速裂纹扩展的作用。

（2）有机硅改性高分子聚合物具有激发和诱导水泥混合材料的水化活性，增强水泥使用效果，延长水泥使用寿命的作用。

有机硅改性高分子的负电荷所产生的静电排斥效应可以结合长聚醚侧链的空间位阻效应，对于降低水界面张力、促进水泥颗粒之间的润滑效果发挥着重要的作用。能够使水充分的进入到水泥颗粒之间的微小空隙中去，从而实现对水泥流动性的改善。

有机硅改性高分子水泥助磨剂的研发不仅能够使水泥助磨剂在发挥改善水泥颗粒分布并激发水化动力、提高水泥早期强度和后期强度等作用，还有利于改善水泥生产过程中的粉磨工艺，而且对于降低能量消耗、提高能量的使用效率具有重要的作用。综上所述，运用有机硅改性高分子进行水泥助磨剂的研发具有一定的科学理论依据。

3 结语

通过本文对有机硅改性高分子水泥助磨剂的合成研发探究，使我们初步了解了有机硅改性高分子特性，并证实了有机硅改性高分子聚合物在水泥助磨剂合成研发中应用的合理性。但这只是就理论而言。基于对我国企业当前的经济发展水平和技术研究实力的考虑，具体的有机硅改性高分子水泥助磨剂合成研发工作还需要国家有关部门给予资金和技术方面的扶持。同时也需要虚心借鉴国外相关研究的先进经验，在适度借鉴中逐渐提高我国有机硅改性高分子水泥助磨剂合成研发能力，建立具有高技术水平和专业优势的自主研发队伍。

[1]郑娇玲,李伟峰,沈晓冬等.梳型聚合物水泥助磨剂的合成及应用[J].南京工业大学学报（自然科学版）,2015,37(1):32-37.

[2]陶昊,黄建国,施剑林等.水泥助磨剂的研究进展[J].材料导报,2013,27(17):105-109.

[3]许永东,陈小平,赵秋勇等.水泥助磨剂研究现状及展望[J].材料导报,2013,27(z1):314-316,338.

[4]王剑锋,王栋民,李端乐等.水泥助磨剂分子结构对其助磨性能的影响[J].硅酸盐学报,2013,(8):1111-1115.

梁英（1972-），男，汉族，籍贯：河北景县，职称：工程师，本科学历，研究方向：主要从事精细化工品生产与研究。