| 講解水泥助磨劑的應(yīng)用，異丙醇胺于20世紀(jì)80年代開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)和消費(fèi)主要集中在德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家。由于異丙醇胺具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家有著極為廣泛的應(yīng)用。 性 質(zhì) 異丙醇胺根據(jù)羥基的構(gòu)成劃分為一異丙醇胺〔1-氨基-2-丙醇，簡(jiǎn)稱(chēng)MIPA〕、二異丙醇胺〔1、1′亞氨基-2-丙醇，簡(jiǎn)稱(chēng)DIPA〕及三異丙醇胺〔1，1，1″氨基-2-丙醇,簡(jiǎn)稱(chēng)TIPA〕三種同系物產(chǎn)品。屬烷醇胺類(lèi)物質(zhì)，是一種具有胺基和醇性羥基的醇胺化合物，由于它的分子中既含有氨基，又含有羥基，因此具有胺和醇的綜合性能，具有廣泛的工業(yè)用途，是一種重要的基礎(chǔ)性化工原料。 應(yīng) 用 在水泥助磨劑領(lǐng)域，早期用于水泥助磨劑的醇胺類(lèi)化合物主要是三乙醇胺，由于三異丙醇胺的分散性和后期強(qiáng)度均優(yōu)于三乙醇胺，隨著水泥行業(yè)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，三異丙醇胺在水泥助磨劑中的應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。
三異丙醇胺在水泥助磨劑中的應(yīng)用，其特征是該水泥助磨劑中含有三異丙醇胺、三乙醇胺、助劑和水。所說(shuō)的助劑是羧酸、木素磺酸鹽、烷基磺酸鹽中的一種或一種以上。根據(jù)配方要求，三異丙醇胺加一定比例水，然后加入其它原料在釜中常溫常壓下攪拌，直至產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)合格后出料。三異丙醇胺添加量根據(jù)配方要求約為總原料的20%～60% 。 添加法有兩種：一是三異丙醇胺在水泥粉磨工藝中直接加入：因溫度較低時(shí)（ < 10℃ ），含量85%的三異丙醇胺由于粘度大，難以輸送。添加前三異丙醇胺兌水稀釋至65 %～70%左右，用泵輸送。最佳添加量為總原料的萬(wàn)分之一左右。二是三異丙醇胺在混凝土生產(chǎn)中直接加入：三異丙醇胺和高效減水劑混合使用，三異丙醇胺的摻量范圍約為水泥的0.1％，高效減水劑為水泥的0.8％（主要激發(fā)強(qiáng)度）。 隨著三異丙醇胺摻量的增加，會(huì)逐漸增加強(qiáng)度，但由于其分散性提高，使得引氣量增加，從而使強(qiáng)度受礙。引氣量超過(guò)3％時(shí)，強(qiáng)度開(kāi)始隨含氣量的增加而有所下降，這時(shí)可以加一定量的最好是環(huán)氧化合物的嵌段類(lèi)聚合物（約為三異丙醇胺的十分之一）。 優(yōu) 勢(shì) 在水泥及水泥混凝土應(yīng)用中，三異丙醇胺與三乙醇胺相比，在分散性、各齡期增強(qiáng)、應(yīng)用條件上具有如下優(yōu)勢(shì)：
1、分散性更好：應(yīng)用在水泥助磨劑中時(shí)，起到助磨劑作用的根本原理是，二者作為表面活性劑所具有的分散性，因三異丙醇胺的烷鏈和羥基異構(gòu)的空間立體結(jié)構(gòu)，而使得三異丙醇胺的分散性?xún)?yōu)于三乙醇胺；而分散性是水泥的重要指標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用中，三異丙醇胺對(duì)水泥的提產(chǎn)效果要優(yōu)于三乙醇胺，且對(duì)水泥的流動(dòng)性改善也優(yōu)于三乙醇胺。
2、早期增強(qiáng)性能：二者都是早強(qiáng)劑，但三乙醇胺扭轉(zhuǎn)了水泥的早期凝結(jié)特性，從而達(dá)到早強(qiáng)的效果，而三異丙醇胺是通過(guò)促進(jìn)早期凝結(jié)特性達(dá)到早強(qiáng)的效果。具體說(shuō)就是三乙醇胺促進(jìn)鋁酸鹽的早期水化，延緩硅酸鹽的水化，提高了早強(qiáng)，但縮短了凝結(jié)時(shí)間；三異丙醇胺通過(guò)促進(jìn)較難水化的鐵酸鹽的水化及分散性達(dá)到提高水泥礦物的水化程度，從而提高早期強(qiáng)度。 3、后期增強(qiáng)性能：三乙醇胺主要對(duì)早期強(qiáng)度有所促進(jìn)，而三異丙醇胺通過(guò)促進(jìn)難水化礦物的水化和提高水泥的分散性，大大提高水泥的后期強(qiáng)度，國(guó)外試驗(yàn)表明在后期強(qiáng)度可提高3個(gè)兆帕以上，甚至5－12個(gè)兆帕。 4、應(yīng)用性能穩(wěn)定：三乙醇胺的應(yīng)用對(duì)其摻量有明顯的限制，當(dāng)摻量超過(guò)0.1％達(dá)到超量時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃凝現(xiàn)象，影響水泥的凝結(jié)特性；三異丙醇胺的摻量范圍為0.001％到0.2％，而隨著摻量的增加，會(huì)逐漸提高增強(qiáng)效果。 在石油價(jià)格上漲和對(duì)乙烯系列產(chǎn)品需求增加的雙重作用下，乙醇胺的價(jià)格持續(xù)上漲，異丙醇胺價(jià)格與乙醇胺價(jià)格差距大大縮小，乙醇胺逐漸失去其價(jià)格優(yōu)勢(shì)，隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益重視，乙醇胺的應(yīng)用正逐步受到限制，如發(fā)達(dá)國(guó)家的《污染物排放及轉(zhuǎn)移登記制度》將乙醇胺列為有害物質(zhì)而限制使用，從而加快了乙醇胺的替代步伐。 生 產(chǎn) 異丙醇胺的生產(chǎn)技術(shù)按反應(yīng)原理可劃分為間歇式低壓低濃度氨水法、連續(xù)高壓高濃度氨水法、連續(xù)高壓超臨界合成法。國(guó)外公司基本以連續(xù)高壓高濃度氨水法為主，國(guó)內(nèi)公司大多以間歇式低壓低濃度氨水法為主，與國(guó)外先進(jìn)工藝相比，其生產(chǎn)效率低、能耗高、產(chǎn)品純度低，不少?gòu)S家被迫停產(chǎn)。南京紅寶麗股份有限公司采用的連續(xù)高壓超臨界合成法可生產(chǎn)全系列異丙醇胺產(chǎn)品，該公司年產(chǎn)2萬(wàn)噸異丙醇胺項(xiàng)目于2006年初建成投產(chǎn)，通過(guò)江蘇省科技廳和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委項(xiàng)目驗(yàn)收，產(chǎn)品純度高，色澤純正，質(zhì)量穩(wěn)定性高，工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。而且生產(chǎn)中做到了各系列產(chǎn)品比例可根據(jù)市場(chǎng)需求控制產(chǎn)出。產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)美國(guó)、歐洲、中東、日本等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，從而扭轉(zhuǎn)了中國(guó)凈進(jìn)口國(guó)的局面，為我國(guó)水泥、醫(yī)藥、農(nóng)藥、表面活性劑等重要化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了可靠的原料保障。 目前異丙醇胺產(chǎn)品因沒(méi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)按自定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，因產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一，各企業(yè)檢測(cè)方法不同，其它有機(jī)物（包括一異丙醇胺、二異丙醇胺、高沸物、同分異構(gòu)體等）在水泥中的具體影響沒(méi)有相關(guān)的研究及報(bào)道，諸多因素制約著產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。就拿廣泛應(yīng)用于水泥助磨劑及混凝土外加劑的三異丙醇胺水溶液為例，因沒(méi)有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，造成產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，目前市場(chǎng)上有以下兩種生產(chǎn)工藝為代表的產(chǎn)品： 1）間歇法工藝：
①總含量大于85％、三異丙醇胺及其它有機(jī)物含量比例不嚴(yán)格控制的商品級(jí)；②主含量大于85％、其它有機(jī)物含量不控制的三異丙醇胺；
2）連續(xù)法工藝： 以高純度三異丙醇胺加去離子水稀釋、主含量大于85％、其它有機(jī)物含量少并嚴(yán)格控制的三異丙醇胺。
檢 測(cè) 關(guān)于產(chǎn)品檢測(cè)，應(yīng)用較多的是化學(xué)滴定法和氣相色譜法兩種�；瘜W(xué)滴定法采用的是與三異丙醇胺類(lèi)同的一種產(chǎn)品含量的分析測(cè)定——即三乙醇胺的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；氣相色譜法利用物料固有特性，如沸點(diǎn)等參數(shù)之間的差異進(jìn)行分析檢測(cè)，可一次性獲取各有機(jī)物含量，涉及的是一個(gè)純粹的物理過(guò)程。目前國(guó)際上普遍采用氣相色譜法檢測(cè)，該法可有效檢測(cè)出主產(chǎn)品含量、其它有機(jī)含量、同分異構(gòu)體及高沸物含量數(shù)據(jù)，并根據(jù)相應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)添加使用，以確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及生產(chǎn)成本的有效控制�，F(xiàn)將兩種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)作如下說(shuō)明：
（1）化學(xué)滴定法測(cè)定過(guò)程較為繁瑣，且時(shí)間較長(zhǎng)，做一個(gè)樣需要的時(shí)間接近1小時(shí)，對(duì)生產(chǎn)中要求在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)掌握產(chǎn)品質(zhì)量狀況的過(guò)程控制不利，而氣相色譜法所需的時(shí)間不到20分鐘。
（2）化學(xué)滴定法中對(duì)三異丙醇胺的分析是：先采用酸酐將其中的一異丙醇胺和二異丙醇胺轉(zhuǎn)化成酰胺以起到掩蔽作用，再利用滴定法測(cè)其中的三異丙醇胺含量。這里需要指出的是，有機(jī)化合物間的化學(xué)反應(yīng)很復(fù)雜，容易產(chǎn)生一些副反應(yīng)和副產(chǎn)物，這就增加了測(cè)定的不易重復(fù)性。而且化學(xué)滴定法還不能同時(shí)檢測(cè)出三異丙醇胺產(chǎn)品中含有的一異丙醇胺和二異丙醇胺的含量，氣相色譜法利用的則是產(chǎn)品中所存在的一異丙醇胺、二異丙醇胺及三異丙醇胺固有的物性，在確保組分不被分解的情況下，利用它們的物性差異進(jìn)行分析檢測(cè)，并且一次性獲取它們各自的含量，重復(fù)性好。 （3）從安全環(huán)保角度考慮，氣相色譜法僅使用極少的無(wú)水乙醇作溶劑，樣品量及產(chǎn)生的廢棄物極少，對(duì)安全和環(huán)境無(wú)礙，分析操作人員工作強(qiáng)度較小。而化學(xué)滴定法使用較多的化學(xué)試劑特別有對(duì)人體有影響的酸酐，還具有腐蝕性的酸堿物質(zhì)等，會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物，存在一定的安全和環(huán)境隱患。 （4）化學(xué)滴定法操作容易掌握且成本低、費(fèi)用少；氣相色譜法檢測(cè)迅速、能處理大批樣品，但儀器價(jià)格昂貴、操作比較復(fù)雜。 隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，環(huán)境問(wèn)題的日益重視，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的逐步規(guī)范，三乙醇胺在水泥助磨劑領(lǐng)域的主導(dǎo)地位已經(jīng)逐漸為三異丙醇胺所代替，異丙醇胺具有廣闊的發(fā)展前景。講解水泥助磨劑的應(yīng)用 |
