聚羧酸減水劑生產(chǎn)中使用的危化品及防護措施

李劍梅，鄧磊，艾玲，蔣禹，陳文紅，羅小艷

（貴州科之杰新材料有限公司，貴州 龍里 551206）

0 引言

目前在混凝土行業(yè)中，萘系等傳統(tǒng)高效混凝土存在很多技術性能的局限性，不能滿足當前人們對混凝土的需求。由于聚羧酸系高性能減水劑有很多突出優(yōu)點，其用量逐步增加，正慢慢取代萘系和脂肪族減水劑，成為用量最大的混凝土外加劑品種，其快速發(fā)展利用是混凝土質(zhì)量向高性能化方向發(fā)展的必然要求[1]。近年來在聚羧酸減水劑的工業(yè)化生產(chǎn)實踐中，也出現(xiàn)了一些新情況、新問題。本文簡單概述了聚羧酸減水劑生產(chǎn)過程中用到的危化品，并給出了相應的防護措施，以供砼行借鑒。

1 聚羧酸減水劑概述

近年來，各建設工程對外加劑的需求不斷增加，我國混凝土外加劑行業(yè)發(fā)展迅速，特別是聚羧酸系減水劑，由于其良好的性能在外加劑行業(yè)中格外突出，備受關注。我國的減水劑經(jīng)歷了從“普通減水劑”到“高效減水劑”再到“高性能減水劑”的發(fā)展[2]。當前國外對聚羧酸減水劑的使用量已經(jīng)達到80% 以上。聚羧酸減水劑摻量低；減水率高，可達45%；能減少水泥的用量；能提高混凝土的工作性、耐久性和穩(wěn)定性，節(jié)約投資成本。

聚羧酸減水劑根據(jù)不同的化學結(jié)構(gòu)可以分為四類，有甲基丙烯酸共聚物、烯丙基醚共聚物、酰胺共聚物和聚酰胺—聚乙烯乙二醇支鏈兩性型共聚物。第一和第二類比較常用，是混凝土外加劑行業(yè)的優(yōu)先選擇，第三類和第四類價格比較昂貴，不利于降低綜合工程造價[3]。

2 聚羧酸減水劑合成工藝

聚羧酸減水劑的種類很多造成其合成工藝大不相同，總得來說可以分為三大類：第一類，不同類型封端聚氧乙烯醚產(chǎn)物與不飽和羧酸聚合產(chǎn)物；第二類，活性大單體甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯與不飽和羧酸聚合產(chǎn)物；第三類，醚類和酯類大單體與不飽和羧酸共聚產(chǎn)物[1]。概括來說可以將聚羧酸減水劑分為聚酯類和聚醚類，其中聚酯類的合成過程為酯化—聚合—中和，聚醚類合成過程為聚合—中和。聚醚類比聚酯類少了一個酯化過程，化工生產(chǎn)中可根據(jù)有利條件選擇不同的合成工藝。

3 聚羧酸減水劑生產(chǎn)中使用的危化品與防護措施

在聚羧酸減水劑合成工藝中，需要使用的原材料包括引發(fā)劑、小單體、鏈轉(zhuǎn)移劑和片堿等。其中引發(fā)劑有過硫化物和過氧化物，常用的是過氧化氫（H2O2）和過硫酸銨 [(NH4)2S2O8]，小單體常用的是丙烯酸和丙烯酸羥乙酯，鏈轉(zhuǎn)移劑常用的是巰基乙醇和巰基乙酸。

3.1 引發(fā)劑

聚羧酸減水劑聚合反應中使用的引發(fā)劑主要有過氧化物和過硫化物，常用的是過氧化氫（H2O2）和過硫酸銨 [(NH4)2S2O8]，是強氧化劑，受熱易分解。用于聚羧酸減水劑中引發(fā)烯類自由基聚合和共聚合反應。引發(fā)劑是減水劑合成中不可缺少的原材料，它的用量會影響減水劑的鏈長度和分子量，適宜的鏈長度才能讓減水劑發(fā)揮最好的作用。

由于過氧化氫和過硫酸銨都具有腐蝕性，在獲得優(yōu)質(zhì)的聚羧酸減水劑的同時，要注意生產(chǎn)過程的安全性。

過氧化氫是爆炸性強氧化劑，本身不燃，但能與可燃物反應放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸。在 pH值為3.5～4.5時最穩(wěn)定，在堿性溶液中極易分解，在遇強光，特別是短波射線照射時也能發(fā)生分解[4]。

過硫酸銨，具有腐蝕性、刺激性，可致人體灼傷。受高熱和撞擊時會爆炸，與還原劑、有機物、易燃物混合可形成爆炸性混合物。過硫酸銨也可以用于制造過氧化氫，在聚羧酸減水劑生產(chǎn)中，以過硫酸銨或過氧化氫為引發(fā)助劑使小單體發(fā)生聚合反應。在我們實驗檢驗、投料和儲存中，要注意勞保用品的使用，戴好橡膠手套和化學安全防護眼鏡，穿防腐蝕的工作服等，避免對自身造成傷害；若不慎沾到皮膚上應立即用清水沖洗[4]。

3.2 小單體

聚羧酸減水劑生產(chǎn)中用到的小單體種類較多，最常用的是丙烯酸和丙烯酸羥乙酯，其中丙烯酸是聚羧酸減水劑的主要原料，是聚合速度十分快的乙烯類單體，是最簡單的不飽和羧酸。其作為小分子單體和大單體反應，在鏈轉(zhuǎn)移劑的作用下，形成梳形分子結(jié)構(gòu)。

丙烯酸酸性較強，有腐蝕性，化學性質(zhì)活潑。其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火，高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑發(fā)生強烈反應。若遇高熱，可能發(fā)生聚合反應，出現(xiàn)大量放熱現(xiàn)象，引起儲存容器破裂和爆炸事故[4]。

丙烯酸羥乙酯可由丙烯酸和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下制得，其在聚羧酸減水劑中的作用與丙烯酸大致相同，但直接使用丙烯酸可以減少生產(chǎn)步驟，一般化工廠選用丙烯酸獲得更好的效益。

它們都是有毒有腐蝕性的液體，存在活潑的化學官能團，在生產(chǎn)制備聚羧酸減水劑時，要做好勞保措施，具體如下：

（1）空氣中濃度超標時，應佩戴防毒面具，緊急事態(tài)搶救或逃生時，佩戴自給式呼吸器。

（2）戴化學安全防護眼鏡。

（3）穿防腐材料制作的工作服。

（4）戴橡皮手套。

（5）工作后，沐浴更衣，注意個人清潔衛(wèi)生。

3.3 鏈轉(zhuǎn)移劑

巰基類化合物是聚羧酸減水劑合成中常用的鏈轉(zhuǎn)移劑。如巰基乙醇和巰基乙酸。鏈轉(zhuǎn)移劑本身對聚羧酸減水劑合成的反應速度沒有大的影響，只是控制聚合物的鏈長短，可以有效地增長自由基使自由基轉(zhuǎn)移。一般情況下，鏈轉(zhuǎn)移劑用量增多，聚合物的鏈會變短，粘度會變小[5]。

巰基乙酸和巰基乙醇都含有巰基，都是高毒類液體，有強烈刺激性氣味，遇明火高熱會引起爆炸，受熱分解產(chǎn)生有毒的硫化物煙氣，腐蝕性較強。其安全防護措施一定要做好，戴防毒面具、防護眼鏡、耐酸堿橡膠手套。穿好防酸堿工作服等[5]。

（1）皮膚接觸：脫去被污染的衣物，用大量流動清水沖洗。

（2）眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，就醫(yī)。

（3）吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道暢通。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，進行人工呼吸，就醫(yī)。

（4）食入：飲過量溫水，催吐，就醫(yī)。

（5）滅火方法：使用水、霧狀水、干粉或砂土滅火，發(fā)生泄露時，撤離人員至安全區(qū)。

3.4 無機堿

聚羧酸減水及生產(chǎn)過程中通常要使用無機堿對反應進行中和以終止反應。最常用的無機堿為氫氧化鈉。固體片狀氫氧化鈉俗稱片堿，是羧酸工業(yè)最常用的一種堿性原材料。

片堿不會燃燒；遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液；與酸發(fā)生中和反應并放熱；具有強腐蝕性，有強烈刺激性和腐蝕性。其產(chǎn)生的粉塵或煙霧刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔，皮膚和眼直接接觸可引起灼傷，誤服可造成消化道灼傷，粘膜糜爛，出血和休克[5]。

員工在上崗之前要做好防護措施，穿好防護服，戴好手套，護目鏡或面具，工廠要提供安全沐浴和洗眼設備。如濺入眼內(nèi)，應立即用清水或生理鹽水沖洗15分鐘，然后再加入2% 奴佛卡因，嚴重需送醫(yī)治療。

4 總結(jié)

聚羧酸減水劑規(guī)模不斷擴大，市場不斷成熟，產(chǎn)品不斷創(chuàng)新。聚羧酸減水劑是混凝土外加劑行業(yè)發(fā)展的一個里程碑，其優(yōu)秀的性能特征備受混凝土外加劑行業(yè)的青睞。而在聚羧酸減水劑的生產(chǎn)過程中不可避免地要使用到一定量的危險化學品，了解所使用的危化品的性質(zhì)及相應的防范措施對于企業(yè)安全生產(chǎn)具有重要意義。