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칼슘 리그노술폰산염(목재칼슘이라고도 함)은 다-성분 고분자 고분자 음이온 계면활성제로, 외관은 담황색 ~ 암갈색 분말이고, 약간의 방향족 냄새가 있으며, 분자량은 일반적으로 800~10,000 사이이고, 강한 분산성, 응집력 및 킬레이트화 효과를 가지고 있습니다. 일반적으로 산성 펄프화(또는 아황산염 펄프화라고도 함) 조리 폐기물에서 분무{5}}건조됩니다. 최대 30%의 환원당을 함유할 수 있습니다. 물에는 용해되지만 일반적인 유기용매에는 용해되지 않습니다. 1% 수용액의 pH 값은 약 4-6입니다. 물에 용해되고 약산성이며 안정성이 좋습니다. 피부에 장기간 접촉을 피하십시오.
칼슘 리그노술포네이트 및 칼슘 리그노술포네이트로도 알려진 칼슘 리그노술포네이트는 석회수 침강, 산 용해, 여과 및 불순물 제거, 여과액 농축, 분무 건조 및 기타 공정을 통해 아황산염 펄프 폐액으로부터 제조된 다성분 중합체 음이온 계면활성제입니다. 화학식은 C 2₀ H 2₄ CaO ₁₀ S 2이며 분자량 범위는 800-10000입니다. 약간의 방향족 냄새가 나는 연한 노란색에서 진한 갈색의 분말로 나타납니다. 물에 용해되지만 일반 유기용매에는 용해되지 않으며 pH 값은 4~6(1% 수용액)입니다.
1. 효율적인 절수 및 절수 효율 향상-
콘크리트 감수제의 핵심성분 중 하나입니다. 복용량이 시멘트 질량의 0.25% -0.3%이면 물 소비량을 10% -14% 줄이고 콘크리트의 작업성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 작용 메커니즘은 표면 활성 특성을 기반으로 합니다. 소수성 그룹은 시멘트 입자 표면에 방향성으로 흡착되어 음전하를 운반하게 됩니다. 전하 반발을 통해 입자가 분산되고 응집 구조 내의 자유수(free water)가 방출되어 수분 감소 효과를 얻습니다.
예를 들어, 대용량 콘크리트를 건설할 때 다음을 추가합니다.칼슘 리그노술폰산염수화열 감소, 온도균열 위험 감소, 콘크리트 강도 향상(3~7일에 압축강도 25% 이상 증가, 28일에 15% 이상 강도 증가)이 가능합니다.
2. 슬럼프 유지 및 시공적응성
여름의 고온 조건에서는 콘크리트의 슬럼프 손실이 상대적으로 빠릅니다. 미세 공기 동반은 균일하게 분포된 미세 기공을 도입하고 수분 증발을 지연시키며 슬럼프 안정성을 유지하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 지연 특성으로 인해 수화열의 피크 시간을 지연시키고 대용량 콘크리트의 온도 응력을 줄여 댐, 교량과 같은 프로젝트에 적합합니다.
펌핑 콘크리트에서 칼슘 리그노설폰산염은 유동성을 크게 향상시키고 펌핑 저항을 줄이며 시공 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
3. 경제적 이익과 환경적 이점
이 물질을 사용하면 시멘트 사용량을 8~10% 절감하고 재료비를 절감할 수 있습니다. WN-1형 감수제(리그노술폰산칼슘 함유) 1톤을 예로 들면, 시멘트 24톤을 절약할 수 있어 상당한 경제적 이익을 얻을 수 있습니다. 한편, 그 원료는 산업 폐기물 자원 이용에 속하고 녹색 화학 개념에 부합하는 아황산염 펄프 폐액을 원료로 합니다.
금속분야: 광물분말의 접착 및 회수율 향상
1. 미네랄 파우더 펠릿 바인더
제련산업에서는 광물분말과 혼합하여 광물분말볼을 만들고 이를 건조시킨 후 가마에서 제련하면 금속회수율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그 결합 메커니즘은 분자 내 페놀성 수산기 및 메톡시기와 같은 활성 작용기에서 유래하며, 이는 수소 결합과 반데르발스 힘을 통해 광물 분말의 표면과 결합하여 안정적인 구조를 형성합니다. 예를 들어, 철광석 펠릿 생산 시 리그노술폰산 칼슘을 2~3% 첨가하면 펠릿의 강도를 30% 이상 높이고 제련 과정에서 먼지 손실을 줄일 수 있습니다.
2. 내화재료의 성능향상
내화벽돌 및 타일 제조시 분산제 및 결합제로 사용되어 점토재료의 가공성을 향상시키고 균열을 감소시킬 수 있습니다. 그 기능은 다음과 같습니다:
물 감소 효과: 진흙 점도를 줄이고 유동성을 향상시킵니다.
강화 효과: 분자 사슬을 연결함으로써 벽돌의 강도가 향상됩니다.
균열방지 효과 : 응력을 고르게 분산시켜 건조수축균열을 감소시킵니다.
실험에 따르면 1%를 추가하면칼슘 리그노술폰산염내화 벽돌의 경우 굴곡 강도를 20% 증가시키고 소성 적격률을 95% 이상으로 향상시킬 수 있습니다.
세라믹 분야: 그린 바디 강화 및 소성 최적화
1. 그린 강도 향상
세라믹 슬러리의 탄소 함량을 줄이고 소성 결함을 최소화하며 성형체의 강도를 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 일상용-세라믹 생산 시 리그노술폰산 칼슘을 0.5% -1% 첨가하면 성형체의 굴곡 강도를 3MPa에서 5MPa로 증가시켜 운송 중 손상률을 줄일 수 있습니다.
2. 머드 유동성 향상
표면활성을 통해 슬러리의 점도를 낮추고 사출성형의 효율성을 높일 수 있습니다.
위생도자기 제조시 혼합 후 슬러리의 유동성은 40% 증가하고, 그라우팅 시간은 30% 단축되며, 수율은 70%에서 90%로 증가됩니다.
3. 소성주기 단축
소성 과정에서 기공의 배출을 촉진하고 물질 전달 과정을 가속화할 수 있습니다. 실험에 따르면 건축용 도자기 생산 시 소성 시간이 70분에서 40분으로 단축되어 에너지 소비가 25% 감소한 것으로 나타났습니다.
농업분야 : 사료부착 및 육종효율 향상
1. 사료 펠렛의 강도 증가
Feed 접착제로서 입자의 내구성을 향상시키고, 이송 및 Feeding 과정에서 미세분말 발생을 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, 동물 사료에 리그노술폰산칼슘을 4% 첨가하면 입자 경도를 50% 높이고, 미세분말 함량을 30% 줄이며, 사료 폐기물을 줄일 수 있습니다.
2. 기호성 및 육종효율
그 향기로운 향은 사료의 기호성을 향상시키고 가축과 가금류의 사료 섭취량을 늘릴 수 있습니다. 육계 사육 실험에서 사료에 리그노술폰산 칼슘을 첨가하면 일일 체중 증가가 8% 증가하고 사료 전환율이 6% 증가했습니다.
3. 규제 준수
미국과 캐나다에서는 사료에 최대 4%의 리그노술폰산칼슘 첨가를 허용하며, 이는 국제적으로 인정받은 안전성을 입증합니다.
1. 먼지 제어 및 토양 안정성
먼지 입자 표면에 흡착하고 전하 작용을 통해 먼지를 억제할 수 있습니다. 도로 건설 중에 0.5% -1% 칼슘 리그노설폰산염 용액을 뿌리면 먼지 농도를 70% 이상 줄일 수 있습니다. 또한, 토양 입자와의 결합 효과는 토양 응집력을 향상시키고 토양 침식을 줄일 수 있습니다.
2. 광물 가공 및 채굴 지원
선광제로서 미네랄 불순물은 킬레이트화를 통해 분리될 수 있습니다. 구리광석 부유선광에 0.2% 첨가칼슘 리그노술폰산염농축 등급을 5%, 회수율을 3% 증가시킬 수 있습니다.
3. 카본블랙 과립화 및 염료 분산
카본블랙 생산 시 과립화제로서 카본블랙의 입자 크기 분포를 보다 균일하게 만들고 유동성을 30% 향상시킬 수 있습니다. 염료 산업에서는 분산 효과로 염료 착색률을 향상시키고 폐수 배출량을 줄일 수 있습니다.
4. 새로운 애플리케이션 탐색
수탄 슬러리 첨가제: 석탄 슬러리의 안정성을 향상시키고 점도를 감소시킵니다.
아스팔트 유화제: 아스팔트와 골재 사이의 접착력을 향상시킵니다.
유정 그라우팅 젤제: 형성 막힘 효과를 향상시킵니다.
칼슘 리그노술포네이트는 리그닌에서 추출한 천연 유기산염 화합물입니다. 열 안정성과 수용성이 우수하여 건축 자재, 화학 산업 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
1. 원료 선택 :
LSACa의 원료는 주로 셀룰로오스, 리그노셀룰로오스와 같은 천연 식물 바이오매스에서 나옵니다. 이 원료는 리그닌이 풍부하며 LSACa의 주요 공급원입니다. 실제 생산 공정에서는 경목, 침엽수, 톱밥 등과 같은 다양한 유형의 리그닌 원료를 합성용으로 선택할 수 있습니다. 이러한 원료는 리그닌 함량과 구조적 특성에 일정한 차이가 있으며 이는 합성 과정에 일정한 영향을 미칩니다. 또한, 적절한 산 및 염기성 반응물을 선택하는 것도 필요하다. 산성 반응물은 주로 리그닌의 분리 및 정제에 사용되며, 염기성 반응물은 LSACa 합성에 사용됩니다.
2. 반응 조건의 제어:
LSACa의 합성반응은 주로 리그닌 분리, 황산화, 칼슘염 교환 등의 단계로 이루어진다. 반응 과정에서 반응 온도, pH 값, 반응 시간 등을 조절해야 합니다. 원료와 반응 조건이 다르면 반응 제어 조건도 달라집니다. 일반적으로 리그닌 분리 과정에서는 적당량의 산성 용매를 첨가하여 용해시킨 후 펠링 반응, 질산구리 시약 등의 방법으로 분리해야 한다. 황산화 반응에서는 촉매로 진한 황산을 적당량 첨가하고, 반응온도는 60~80℃로 조절하며, 반응시간은 1~2시간이다. 칼슘염 교환반응에는 적당량의 칼슘염 용액을 첨가하여 반응시켜야 하며, 반응온도는 50~60도로 조절하고, 반응시간은 2~3시간이다. 동시에 침전과 분리를 위해서는 일정량의 침전제를 첨가해야 합니다.
3. 결정화 분리:
반응 후 LSACa를 결정화 및 분리해야 보다 높은 순도의 생성물을 얻을 수 있습니다. 결정화 분리 공정에서는 제품의 순도와 수율을 향상시키기 위해 결정화 조건, 용매 선택 등의 요소를 제어해야 합니다. 일반적으로 반응 후 적당량의 물을 첨가하여 반응용액의 농도를 10{4}}15% 사이로 만든 후 교반, 냉각 등의 과정을 거쳐 모아 결정화시키는 과정이 필요합니다. 결정화 과정에서 메탄올, 아세톤, 에탄올 등과 같은 일부 결정화 촉진 용매 및 첨가제를 적절한 양으로 첨가하여 제품의 순도와 결정 형태를 향상시킬 수 있습니다.
요약하면 합성방법은칼슘 리그노술폰산염기술 및 실험 제어의 여러 측면을 포함하고 특정 화학적 지식과 실험 기술이 필요하며 실험 및 테스트를 통해 반응 조건을 점진적으로 최적화하여 다양한 분야의 응용 요구 사항을 충족시키기 위해 제품의 순도와 수율을 향상시킵니다.
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