بینش جدید درباره اثر برهم‌کنش‌های مختلف پلیمرهای با ساختارهای مولکولی متنوع بر نحوه پوشاندن سطح و رئولوژی تعلیقه ذرات سیمان

فرضیه: از پلیمرهای محلول در آب با ساختارهای مختلف به‌عنوان افزودنی در سیمان استفاده می‌شوند. نوع عاملیت‌ها به‌صورت‌های هیدروکسی، آمین، یون‌های سولفونات و کربوکسیلات است. شاخه‌های پلی‌اتیلن گلیکول با اندازه و تعداد مختلف درون زنجیر اصلی قرار می‌گیرند. طراحی درشت‌مولکول‌های بیان شده جهت سنتز ترکیبات با ساختار و خواص مختلف است. عاملیت‌های یونی موجب بهبود برهم‌کنش زنجیرها با ذرات سیمان و پراکنش سیمان می‌شود. شاخه‌ها با سازوکار ممانعت فضایی روی پراکنش بهتر سیمان اثر دارند. روش‌ها: واکنش پلیمرشدن رادیکالی اکسایشی کاهشی با نسبت‌های مختلف از مونومرهای آکریل آمید (am)، 2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید (amps) و درشت‌مونومر پلی‌(اتیلن گلیکول)، tpeg، انجام شد. ساختار انواع پلیمرهای شاخه‌ای سنتزشده حاوی عاملیت‌های مختلف با آزمون‌های ftir، 1h-nmr و gpc شناسایی شد. برهم‌کنش میان انواع پلیمرهای سنتزشده با ذرات سیمان با روش‌های فیزیکی ته‌نشینی، پتانسیل زتا و رئولوژی بررسی شد. یافته‌ها: کوپلیمرهای am/amps و ترپلیمر شاخه‌ای دارای عاملیت‌های مختلف سنتز شد. بررسی نحوه برهم‌کنش و کارآیی انواع پلیمرها بر پراکنش مناسب و سرعت ته‌نشینی ذرات سیمان به روش فیزیکی انجام شد. همچنین، با روش پتانسیل زتا نوع برهم‌کنش میان زنجیرها با ذرات سیمان ارزیابی شد. نتایج نشان داد، انواع پلیمرهای سنتز شده با غلظت‌های مختلف اثرهای شایان توجهی بر رفتار رئولوژیکی تعلیقه، مقادیر گران‌روی و تنش تسلیم تعلیقه سیمان می‌گذارند. در هریک از پلیمرهایبا عاملیت‌های مختلف سازوکارهای متفاوتی روی برهم‌کنش سیمان دارند. پارامترهای اثرگذار بر مقادیر گران‌روی و تنش تسلیم تعلیقه سیمان شامل درصد یون سدیم سولفونات، وجود شاخه‌های پلی(اتیلن گلیکول) و وزن مولکولی زنجیر کوپلیمر است. گران‌روی کمپلکس دوغاب سیمان در مجاورت پلیمرها تا محدوده بسامد 10rad/s به صورت شبه‌پلاستیک است. مقادیر tan دلتا نشان داد، در بسامدهای بیشتر، مدول ذخیره‌ای تعلیقه‌ها شیب افزایشی دارد و پاسخ سامانه به تنش اعمال‌شده پاسخی کشسان است.

new insight into the effect of different interactions of polymers with various molecular structures on the surface covering and rheology of cement particle suspension

hypothesis: water-soluble polymers with different structures are used as additives in cements. the types of functionalities are hydroxy, amine, sulfonate, and carboxylate ions. polyethylene glycol branches in different sizes and numbers are placed inside the main chain. the design of the mentioned macromolecules is for the synthesis of polymers with different structures and properties. ionic groups improve the interaction of chains with cement particles and cement dispersion. branches can lead to better dispersion of cement through steric hindrance mechanism methods: a redox radical polymerization reaction was performed with different ratios of acrylamide (am), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (amps) and tpeg monomers. the structure of synthesized polymers containing different functionalities and branches was characterized by ftir, 1h-nmr and gpc methods. the interactions between synthesized polymers and cement particles have been investigated by physical sedimentation, zeta potential, and rheological methodsfindings: am/amps copolymers and branched terpolymers containing different functionalities were synthesized and characterized by ftir, 1h-nmr, and gpc methods. investigating the interaction of various polymers on the proper dispersion and settling speed of cement particles was done physically. also, the type of interaction between chains and cement particles was investigated by the zeta potential method. different types of synthesized polymers with different concentrations showed a significant effect on the rheological behavior of cement suspension. polymers with different functional groups follow different mechanisms of interaction with cement the important parameters affecting the viscosity and yield stress of the suspension include the amounts of sodium sulfonate ions, polyethylene glycol branches, and mw of the copolymers. the complex viscosity of the cement slurry in the presence of polymers is pseudoplastic as high as the frequency range of 10 rad/s. the values of tanδ showed that at higher frequencies, the storage modulus of suspensions has an increasing slope, and the response of the system to the applied stress is elastic.