همه چیز درباره‌ی لیگنو سولفونات کلسیم
سولفونات کلسیم چیست؟
سولفونات کلسیم از سال‌ها قبل به عنوان یکی از افزودنی‌های شیمیایی مهم مورد مصرف در صنعت بتن کاربرد داشته است. کلسیم یک پودر قهوه‌ای رنگ مایل به زرد قهوه‌ای است که از خمیر چوب سولفیت چوب نرم استخراج می‌شود. لیگنو سولفونات‌ها یا لیگنین سولفونیک پلیمرهای الکترولیتی آنیونی محلول در آب هستند.
خواص فیزیکی و شیمیایی لیگنو سولفونات کلسیم
لیگنو سولفونات که یک پلیمر طبیعی است و از ماده لیگنین به دست می‌آید برای اولین بار در دهه‌ی ۳۰ میلادی مورد استفاده قرار گرفت. چارچوب آلی لیگنو سولفونات کلسیم یک پلیمر تصادفی سولفونیزه شده از سه نوع از الکل معطر است.
لیگنو سولفونات کلسیم
لیگنو سولفونات‌ها به طور عمده به عنوان روان کننده بتن یا کاهنده آب بتن مصرف می‌شوند. مکانیسم عمل لیگنو سولفونات‌ها بر پایه خاصیت پخش‌کنندگی ذرات سیمان در آب است. در سال‌های بعد کم کم مواد دیگری نیز به این صنعت معرفی شدند. موادی مانند ملامین فرمالدئید سولفونه SMF، نفتالن فرمالدئید سولفونه و اخیراً استری و اتری موسوم به . در این میان هم چنان صنعت لیگنو سولفونات توانسته است ایرادات ساختاری این ترکیبات را برطرف کرده و جایگاه خوبی برای لیگنو سولفونات در بین مواد کاهنده آب بتون حفظ کند. امروزه لیگنو سولفونات‌ها به تنهایی و یا در ترکیب با دیگر مواد در این صنعت به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند.
نحوه تهیه لیگنو سولفونات کلسیم
در خمیر چوبی که شامل ترکیباتی با پیوندهای اتری است، ترکیب الکتروفیل حاصل از تجزیه‌ی اتر با یون بی سولفیت (HSO۳− ) واکنش داده و سولفونات تولید می‌شود:
R-O-R’ + H+ → R+ + R’OH
R+ + HSO۳− → R-SO۳H
محل اصلی برای جداسازی اتر، کربن α (اتم کربن متصل به حلقه معطر) در پروپیل (سه کربن خطی) زنجیره جانبی است. واکنش‌های زیر ساختار اصلی لیگنوسولفونات‌ها را مشخص نمی‌کنند زیرا لیگنین و مشتقات آن ترکیبات پیچیده‌ای هستند و هدف ما این است که ساختار اصلی لیگنوسولفونات‌ها را به دست آوریم. گروه‌های R۱ و R۲ می‌توانند گروه‌های متنوعی از گروه‌های قابل یافت در ساختار لیگنین باشند. سولفونیزاسیون در زنجیره‌ی جانبی اتفاق می‌افتد، نه بر روی حلقه آروماتیک مانند p- تولوئن سولفونیک اسید.
لیگنو سولفونات کلسیم
طی فرآیند تولید و ساخت خمیر کاغذ از چوب عموما یک مایع اضافی تولید می‌شود. این مایع اضافی به عنوان یک محصول ضمنی حاوی مخلوطی پیچیده از مواد متفاوتی همچون فرآورده‌های تجزیه لگنین و سلولز، محصولات سولفوناتی لگنین، انواع گوناگون کربوهیدرات‌ها (شکرها) و اسید سولفروس‌های آزاد یا سولفات‌ها است.
پس از خنثی سازی و فرآیند رسوب‌گذاری و تخمیر، افزودنی لیگنوسولفونات بتون با شفافیت و خلوص گوناگون به دست می‌آید. میزان و درصد ترکیبات حاصل به فاکتورهایی همچون خنثی‌سازی قلیایی، فرآیند خمیری شدن، درجه تخمیر و حتی نوع و سن چوب بستگی دارد.
کاربردهای لیگنو سولفونات کلسیم
لیگنوسولفونات کلسیم را می‌توان به عنوان گیرنده، پرکننده، مایع ساز یا سورفکتانت در صنایع مختلف مورد استفاده قرار داد.
از آنجایی که ذرات سیمان به دلیل ریز و کوچک بودن، جاذبه‌ی سطحی بالایی دارند زمانی که در آب پخش می‌شوند به یکدیگر چسبیده و ایجاد توده‌های قفسی شکل می‌کنند. این ساختار بخشی از آب را در خود حبس کرده و میزان آب مؤثر را کاهش می‌دهد بنابراین خمیر ایجاد شده روانی نسبتاً کمی دارد. با اضافه کردن مواد روان کننده به مخلوط بتون، این ماده بر روی سطح ذرات سیمان جذب سطحی شده و ساختار قفسی شکل را می‌شکند. با شکسته شدن این ساختارها آب به دام افتاده آزاد می‌شود و باعث روان شدن مخلوط می‌گردد.
لیگنو سولفونات کلسیم
لیگنوسولفونات‌ها برای تولید گچ تخته نیز استفاده می‌شوند و با کاهش حجم آب، باعث کاهش درجه حرارت کوره شده و در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود. . همچنین این مواد برای ایجاد قابلیت پخش شدن در رنگ‌ها، آفت کش‌ها، کربن سیاه و دیگر مواد جامد و غیر محلول در آب استفاده می‌شوند. از دیگر موارد مصرف لیگنوسولفونات‌ها در تولید و دباغی چرم است. همچنین این ماده برای سرکوب کردن گرد و غبار در جاده‌ها استفاده می‌شود.
- نوشته شده در : آموزشی, نقد و بررسی