เหตุใดโมโนเมอร์ของสารลดแรงตึงผิวชนิดโพลีคาร์บอกซิเลตจึงเกิดเชื้อรา

สารลดน้ำประสิทธิภาพสูงรุ่นที่สามที่ใช้โพลีคาร์บอกซิเลตเป็นส่วนประกอบหลัก มักผสมกับสารหน่วงการแข็งตัว (เช่น โซเดียมกลูโคเนต ซูโครส) สารดักอากาศ สารลดฟอง และสารปรับความหนืดในปริมาณเล็กน้อย เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางเทคนิคของคอนกรีตที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ในช่วงฤดูร้อน สารลดน้ำที่มีส่วนผสมของสารหน่วงการแข็งตัวมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพ ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างมาก จะแก้ไขปัญหานี้ได้อย่างไร? 

(1) ปรากฏการณ์และสาเหตุของการเหม็นหืน 

ในระยะเริ่มต้นของการเสื่อมสภาพของโมโนเมอร์ซูเปอร์พลาสติไซเซอร์ประเภทโพลีคาร์บอกซิเลต ฟิล์มแบคทีเรียสีอ่อน ฟู หรือคล้ายสำลี จะปรากฏขึ้นบนผิวน้ำ ซึ่งต่อมาจะพัฒนาเป็นกลุ่มลอยน้ำที่แยกจากกัน บางครั้งอาจมีฟองอากาศเป็นเส้นๆ เกิดขึ้น เมื่อการเสื่อมสภาพรุนแรงขึ้น ฟิล์มแบคทีเรียจะปกคลุมผิวน้ำทั้งหมด และสารละลายจะมีสารแขวนลอยสีเขียว น้ำตาล หรือดำข้น พร้อมกับการเกิดก๊าซกรดที่มีกลิ่นเหม็น การเสื่อมสภาพนี้เกิดจากการเจริญเติบโตของเชื้อราเป็นหลัก

การเสื่อมสภาพของสารลดแรงตึงผิวประเภทโพลีคาร์บอกซิเลตส่วนใหญ่เกิดจากโซเดียมกลูโคเนตที่ผสมอยู่ ในการผลิตทางอุตสาหกรรม มักใช้การหมักเชื้อรา Aspergillus niger เพื่อผลิตโซเดียมกลูโคเนต หลังจากกระบวนการหมักเชื้อรา Aspergillus niger เสร็จสิ้น จะเกิดกากเชื้อรา Aspergillus niger จำนวนมาก โดยมีน้ำหนักเปียกประมาณ 2% -3% ของปริมาณโซเดียมกลูโคเนตทั้งหมด กากเชื้อราดำนี้มีสารอาหารและส่วนประกอบต่างๆ ในการผลิตโซเดียมกลูโคเนต หากการควบคุมการผลิตไม่เข้มงวด ก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมีกากกลูโคสและเชื้อรา Aspergillus niger เหลืออยู่ ซึ่งเป็นแหล่งอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ภายใต้สภาวะธรรมชาติที่เหมาะสม (สารอาหาร อุณหภูมิ ความชื้น ออกซิเจน ค่า pH) จุลินทรีย์จะมีอัตราการขยายพันธุ์ที่น่าทึ่ง และสามารถขยายพันธุ์ได้หนึ่งรุ่นในเวลาประมาณ 20-30 นาที เมื่อสภาวะการเพาะพันธุ์ที่หายากมากเกิดขึ้นพร้อมกันและทับซ้อนกัน จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การระเบิดของราดำ" ขึ้น การที่สารลดน้ำที่เสื่อมสภาพกลายเป็นสีดำนั้นเกิดจากการหมักของราดำในผลิตภัณฑ์โซเดียมกลูโคเนตที่ไม่ได้มาตรฐาน 

ในทางกลับกัน การเจริญเติบโตของเชื้อราในสารลดน้ำชนิดโพลีคาร์บอกซิเลตก็เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บด้วยเช่นกัน อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้การเคลื่อนที่ของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่รุนแรงขึ้น เมื่อพลังงานการแตกตัวของพันธะเคมีเกินขีดจำกัด การสลายตัวของสายโซ่ การแตกหักที่ไม่เป็นระเบียบ และการสลายตัวทางความร้อนจะเกิดขึ้น ส่งผลให้โพลีเมอร์เสื่อมสภาพเร็วขึ้น ในทำนองเดียวกัน ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าไร กิจกรรมของจุลินทรีย์ก็จะยิ่งมากขึ้น และอัตราการเจริญเติบโตของเชื้อราในสารลดน้ำก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น 

นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าสภาวะการจัดเก็บที่ไม่เหมาะสม เช่น อุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วในพื้นที่จัดเก็บ การขาดการระบายอากาศ และความชื้น อาจทำให้โมโนเมอร์ขนาดใหญ่หลอมละลายได้ และหากอุณหภูมิเฉพาะที่ของโมโนเมอร์สูงเกินไป จะเร่งปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่ของโมโนเมอร์ที่เกี่ยวข้อง ส่งผลให้ปริมาณพันธะคู่ของโมโนเมอร์ขนาดใหญ่ลดลงอย่างมากและประสิทธิภาพการทำงานเสื่อมลงอย่างรุนแรง