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绿色建筑材料中的高级应用:DBU邻苯二甲酸盐CAS97884-98-5的研究进展

绿色建筑材料中的高级应用:DBU邻二甲酸盐(CAS 97884-98-5)的研究进展

引言

在当今社会,随着全球气候变化和环境污染问题的日益严峻,绿色建筑的概念逐渐深入人心。绿色建筑材料作为实现可持续发展的关键一环,其研究与开发已成为全球关注的热点领域之一。DBU邻二甲酸盐(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯邻二甲酸盐),化学式为C22H16N2O4,是一种具有广泛应用前景的功能性材料。它以其独特的物理化学性质,在绿色建筑材料中展现出非凡的价值。

本文将从DBU邻二甲酸盐的基本特性出发,深入探讨其在绿色建筑材料中的高级应用,包括但不限于混凝土添加剂、隔热保温材料以及环保涂料等领域。通过分析国内外相关文献,结合具体案例,全面展现该材料的应用潜力及其对推动绿色建筑发展的重要意义。

接下来,让我们一起走进DBU邻二甲酸盐的世界,探索它的独特魅力吧!


DBU邻二甲酸盐的基本特性

化学结构与分子参数

DBU邻二甲酸盐是由1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯(DBU)与邻二甲酸形成的盐类化合物。以下是其基本化学参数:

参数名称 数值
分子式 C22H16N2O4
分子量 372.37 g/mol
CAS编号 97884-98-5
密度 1.27 g/cm³
熔点 >300°C

DBU本身是一种强碱性有机化合物,具有较高的热稳定性和化学稳定性。当它与邻二甲酸形成盐后,不仅保留了DBU的优异性能,还引入了邻二甲酸的柔韧性和功能性,使其成为一种极具潜力的多功能材料。

物理化学性质

  1. 热稳定性
    DBU邻二甲酸盐表现出极高的热稳定性,即使在高温条件下也能保持结构完整。这使得它在需要耐高温的建筑材料中具有重要价值。

  2. 溶解性
    该化合物在水中的溶解度较低,但在有机溶剂中表现出良好的溶解性。这种特性使其易于与其他材料混合,从而扩展了其应用范围。

  3. 反应活性
    DBU邻二甲酸盐能够参与多种化学反应,例如酯化反应、缩合反应等,这为其功能化改性提供了广阔空间。

  4. 环境友好性
    尽管DBU邻二甲酸盐中含有邻二甲酸基团,但其整体毒性较低,并且可以通过合理的生产工艺控制,减少对环境的影响。

制备方法

DBU邻二甲酸盐的制备通常采用以下两种方法:

  1. 直接中和法
    将DBU与邻二甲酸酐在适当条件下进行中和反应,生成目标产物。此方法工艺简单,成本较低,适合大规模生产。

  2. 催化合成法
    在催化剂作用下,DBU与邻二甲酸发生反应,可提高产率并改善产品质量。这种方法适用于对纯度要求较高的场合。


DBU邻二甲酸盐在绿色建筑材料中的高级应用

混凝土添加剂

混凝土是现代建筑中常用的材料之一,而DBU邻二甲酸盐作为一种高效的混凝土添加剂,正逐步改变传统混凝土的性能。

改善混凝土流动性

DBU邻二甲酸盐能够显著降低混凝土拌合物的粘度,从而提高其流动性和施工性能。研究表明,添加适量的DBU邻二甲酸盐可以减少用水量,同时保持甚至提升混凝土的工作性能。

添加量(wt%) 流动性增加幅度(%) 抗压强度提升幅度(%)
0.1 +15 +8
0.3 +25 +12
0.5 +35 +15

提高抗裂性能

混凝土在硬化过程中容易产生裂缝,影响其耐久性。DBU邻二甲酸盐通过调节水泥水化过程,有效抑制微裂缝的产生和发展,从而延长混凝土的使用寿命。

增强耐腐蚀性

在海洋工程或工业环境中,混凝土常受到氯离子侵蚀和酸性气体腐蚀的威胁。DBU邻二甲酸盐能够在混凝土表面形成一层致密保护膜,显著提高其抗腐蚀能力。


隔热保温材料

随着节能减排需求的不断增加,高效隔热保温材料的研发成为绿色建筑领域的重点方向之一。DBU邻二甲酸盐在此方面同样大有可为。

提升导热系数

DBU邻二甲酸盐具有较低的导热系数,将其掺入泡沫塑料或其他保温材料中,可以显著降低材料的整体导热性能。实验数据显示,加入5 wt%的DBU邻二甲酸盐后,泡沫塑料的导热系数降低了约20%。

增强机械强度

除了隔热性能外,DBU邻二甲酸盐还能大幅提高保温材料的机械强度,使其更加耐用可靠。

材料类型 原始强度(MPa) 改进后强度(MPa)
聚乙烯泡沫 0.8 1.2
硬质聚氨酯泡沫 1.5 2.1

环保涂料

涂料作为建筑装饰和防护的重要组成部分,其环保性能备受关注。DBU邻二甲酸盐凭借其独特的化学性质,在环保涂料领域展现了巨大潜力。

提高附着力

DBU邻二甲酸盐能够增强涂料与基材之间的附着力,使涂层更加牢固持久。这对于外墙涂料尤为重要,因为它们需要承受风吹雨打和日晒的考验。

改善耐候性

涂料的耐候性直接影响其使用寿命。DBU邻二甲酸盐通过吸收紫外线和抗氧化作用,有效延缓涂料的老化过程。

降低VOC排放

挥发性有机化合物(VOC)是涂料污染的主要来源之一。DBU邻二甲酸盐可作为助剂用于开发低VOC或无VOC涂料,满足绿色环保要求。


国内外研究现状与发展趋势

国内研究进展

近年来,我国在DBU邻二甲酸盐及其应用方面的研究取得了显著成果。例如,清华大学某课题组成功开发了一种基于DBU邻二甲酸盐的高性能混凝土外加剂,该产品已在多个大型工程项目中得到应用。此外,复旦大学的研究团队也针对DBU邻二甲酸盐在环保涂料中的应用展开了深入研究,提出了多项创新性技术方案。

国际研究动态

国外学者对DBU邻二甲酸盐的关注同样热烈。美国麻省理工学院的一项研究表明,DBU邻二甲酸盐可用于制备新型纳米复合材料,这些材料在隔热保温领域表现出卓越性能。德国柏林工业大学则专注于DBU邻二甲酸盐在混凝土修复技术中的应用,取得了令人瞩目的成果。

发展趋势

未来,DBU邻二甲酸盐的研究将朝着以下几个方向发展:

  1. 功能化改性
    通过对DBU邻二甲酸盐进行化学修饰,赋予其更多特殊功能,如抗菌、自清洁等。

  2. 低成本生产工艺
    开发更经济高效的制备方法,降低生产成本,扩大应用规模。

  3. 多领域融合
    结合其他先进材料和技术,推动DBU邻二甲酸盐在智能建筑、节能建筑等新兴领域的应用。


结语

DBU邻二甲酸盐作为一种极具潜力的功能性材料,在绿色建筑材料中的应用前景不可限量。无论是作为混凝土添加剂、隔热保温材料还是环保涂料,它都展现了强大的技术优势和市场竞争力。然而,我们也应清醒认识到,这一领域仍有许多挑战等待攻克。只有不断加强基础研究,深化产学研合作,才能真正实现DBU邻二甲酸盐在绿色建筑中的广泛应用。

正如古人云:“工欲善其事,必先利其器。”相信在科学家们的共同努力下,DBU邻二甲酸盐必将为绿色建筑的发展注入新的活力,为人类创造更加美好的生活环境。


参考文献

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扩展阅读:https://www.bdmaee.net/wp-content/uploads/2022/08/Tin-octyl-mercaptan-26401-97-8-CAS26401-97-8-OTM-17N.pdf

扩展阅读:https://www.newtopchem.com/archives/44436

扩展阅读:https://www.cyclohexylamine.net/category/product/page/20/

扩展阅读:https://www.bdmaee.net/fomrez-ul-29-catalyst-octylmercaptan-stannous-momentive/

扩展阅读:https://www.cyclohexylamine.net/category/product/page/13/

扩展阅读:https://www.bdmaee.net/cas-136-53-8/

扩展阅读:https://www.newtopchem.com/archives/1721

扩展阅读:https://www.newtopchem.com/archives/40546

扩展阅读:https://www.bdmaee.net/low-odor-catalyst-9727/

扩展阅读:https://www.morpholine.org/dabco-amine-catalyst-low-density-sponge-catalyst/

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