HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate) – Nguyên liệu chức năng trong sản xuất phụ gia siêu dẻo PCE
Trong công thức phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate (PCE), đại đơn thể polyether (TPEG, HPEG, EPEG) và axit acrylic là hai thành phần ai cũng biết. Nhưng thứ quyết định một mẻ PCE chỉ “dẻo lúc đầu rồi mất nhanh” hay “giữ được độ sụt suốt 2–3 giờ vận chuyển” lại thường nằm ở một monomer nhỏ: HEA – 2-Hydroxyethyl Acrylate.
Bài viết này giải thích HEA là gì, vì sao nó là monomer chức năng quan trọng trong tổng hợp PCE giữ độ sụt, các chỉ tiêu kỹ thuật cần kiểm soát khi mua hàng, và những lưu ý bảo quản đặc thù của nhóm acrylate trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
1. HEA là gì?
HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate), còn gọi là 2-Hydroxyethylprop-2-enoate, là ester của axit acrylic với ethylene glycol – trong công nghiệp được tổng hợp từ axit acrylic và ethylene oxide.
Phân tử HEA có hai nhóm chức nằm ở hai đầu:
- Nhóm vinyl (C=C) – tham gia phản ứng trùng hợp gốc tự do, cho phép HEA gắn vào mạch chính của polymer.
- Nhóm hydroxyl (–OH) – tạo điểm phản ứng thứ hai, dùng để ester hóa, phản ứng với isocyanate, anhydride, epoxy…
Chính cấu trúc “hai đầu chức năng” này khiến HEA trở thành monomer đa dụng: vừa là nguyên liệu cho nhựa acrylic hydroxyl, sơn UV, keo dán, vừa là monomer chức năng trong phụ gia bê tông thế hệ ba.
Thông tin nhận dạng:
| Chỉ tiêu | Giá trị |
| Tên hóa học | 2-Hydroxyethyl Acrylate |
| Tên khác | 2-Hydroxyethylprop-2-enoate, HEA, 2-HEA |
| Số CAS | 818-61-1 |
| Số EC | 212-454-9 |
| Công thức phân tử | C₅H₈O₃ |
| Khối lượng phân tử | 116,12 g/mol |
Xem thêm: HEA là gì?
2. Vai trò của HEA trong sản xuất PCE
2.1. Vấn đề của PCE thông thường: thâm hụt độ dày
PCE thường được tổng hợp bằng cách đồng trùng hợp đại đơn thể polyether (TPEG / HPEG / EPEG) với axit acrylic, tạo ra polymer cấu trúc lược: mạch chính mang nhóm carboxyl (–COO⁻), mạch nhánh là chuỗi polyethylene glycol.
Cơ chế phân tán rất rõ ràng: nhóm carboxyl hấp phụ lên bề mặt hạt xi măng và tạo lực đẩy tĩnh điện, còn các mạch nhánh PEG tạo hiệu ứng cản trở không gian (steric hindrance), giữ cho các hạt xi măng không kết tụ.
Nhưng chính cơ chế này tạo ra điểm yếu: toàn bộ nhóm carboxyl đều “xài hết” ngay từ đầu. Trong 10–20 phút đầu, phần lớn polymer đã bị hấp phụ lên bề mặt hạt xi măng và lên các sản phẩm thủy hóa mới sinh (ettringite, C-S-H). Khi bê tông phải vận chuyển xa, hoặc thi công trong điều kiện nắng nóng như miền Nam Việt Nam, lượng PCE tự do trong pha lỏng cạn kiệt và độ sụt tụt nhanh.
Cách xử lý cũ – tăng phụ gia chậm đông kết – chỉ giải quyết tạm thời và dễ kéo theo hệ quả: thời gian đông kết kéo dài quá mức, cường độ ban đầu giảm.
2.2. HEA giải quyết vấn đề bằng cơ chế “thủy phân chậm”
Khi đưa HEA vào công thức đồng trùng hợp, HEA gắn vào mạch polymer dưới dạng nhóm ester. Nhóm ester này ban đầu không mang điện tích, nghĩa là nó không hấp phụ lên hạt xi măng – nó “ngủ yên”.
Môi trường hồ xi măng có tính kiềm mạnh (pH ~12,5–13). Trong môi trường đó, các nhóm ester từ HEA dần bị thủy phân, giải phóng ra nhóm carboxyl (–COOH) mới theo thời gian.
Kết quả là polymer hoạt động như một “kho dự trữ”: nhóm hấp phụ không được tung ra hết một lần mà được nhả dần trong 1–3 giờ, bù đắp đúng vào giai đoạn PCE tự do bị tiêu hao. Đây chính là nguyên lý của dòng PCE giữ độ sụt / PCE nhả chậm (slow-release, slump-retaining PCE).
Ngoài ra, nhóm ester cồng kềnh còn đóng góp thêm hiệu ứng cản trở không gian, hỗ trợ duy trì tính công tác của hỗn hợp.
Trong các nghiên cứu về PCE loại EPEG tổng hợp từ EPEG – axit acrylic – HEA, HEA được ghi nhận là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến khả năng giữ độ sụt trong số các thành phần monomer nhỏ.
2.3. Vị trí của HEA trong đơn công thức
Một đơn tổng hợp PCE giữ độ sụt điển hình bao gồm:
| Thành phần | Vai trò |
| Đại đơn thể polyether (TPEG / HPEG / EPEG) | Tạo mạch nhánh PEG – hiệu ứng cản trở không gian |
| Axit acrylic (AA) | Cung cấp nhóm carboxyl anion – hấp phụ và đẩy tĩnh điện tức thời |
| HEA | Nhóm ester nhả chậm – chức năng cốt lõi cho giữ độ sụt |
| Chất truyền mạch (MPA, TGA, β-mercaptoethanol) | Điều chỉnh khối lượng phân tử |
| Hệ khơi mào oxy hóa khử (H₂O₂ + Vc / sodium formaldehyde sulfoxylate) | Khơi mào trùng hợp ở nhiệt độ thấp |
| NaOH | Trung hòa, chỉnh pH |
Thông số công nghệ quan trọng nhất khi dùng HEA là tỷ lệ ester/ether – tức tỷ lệ mol giữa nhóm ester (từ HEA) và đại đơn thể polyether. Tỷ lệ này quyết định “tốc độ nhả”:
- Ester quá thấp → polymer hành xử gần như PCE thường, giữ độ sụt kém.
- Ester quá cao → giảm nước ban đầu yếu, bê tông “ì” lúc đầu, và có nguy cơ chậm đông kết quá mức.
Các nghiên cứu công bố cho thấy tỷ lệ tối ưu thường nằm trong khoảng n(COO⁻):n(polyether) ≈ 3–4, nhưng con số cụ thể phải hiệu chỉnh theo từng loại xi măng, nguồn cát, nhiệt độ trộn và thời gian vận chuyển thực tế của từng nhà máy. Đây là phần mà mỗi nhà sản xuất phụ gia tự xây dựng know-how riêng.
Lưu ý thực tế: Vì cơ chế của HEA phụ thuộc vào độ kiềm và nhiệt độ, cùng một công thức sẽ nhả nhanh hơn vào mùa nắng nóng và chậm hơn khi trời mát. Nhiều nhà máy tại Việt Nam duy trì hai đơn – “đơn mùa khô” và “đơn mùa mưa” – chỉ khác nhau ở hàm lượng HEA.
3. Thông số kỹ thuật HEA do PCE Cát Lâm phân phối
Sản phẩm HEA Cát Lâm cung cấp là grade HEA-93 (hàm lượng monoester ≥ 93%), đạt tiêu chuẩn dùng cho tổng hợp PCE và nhựa acrylic:
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Giá trị |
| Ngoại quan | – | Chất lỏng trong suốt, không màu, không tạp cơ học |
| Hàm lượng monoester | % KL | ≥ 93 |
| Độ tinh khiết | % KL | ≥ 98 |
| Hàm lượng nước | % KL | ≤ 0,2 |
| Hàm lượng axit | % KL | ≤ 0,2 |
| Chất ức chế MEHQ (CAS 150-76-5) | ppm | 250 ± 50 |
| Màu (Hazen) | – | ≤ 25 |
| Tỷ trọng | g/cm³ | 1,109 |
| Độ nhớt (20 °C) | mPa.s | 5,34 |
| Chỉ số khúc xạ (20 °C) | – | 1,448 |
| Điểm sôi | °C | 82 (ở 6,66 kPa) |
| Điểm nóng chảy | °C | –70 |
| Điểm chớp cháy | °C | 104 (cốc hở) / 99 (cốc kín) |
| Nhiệt độ tự bốc cháy | °C | ≥ 300 |
| Nhiệt độ phân hủy | °C | ≥ 300 |
| Giới hạn nổ trong không khí | % VOL | từ 2,5 |
| Độ tan | – | Tan trong dung môi hữu cơ |
| Kỵ | – | Chất oxy hóa – khử mạnh, axit, peroxide, muối kim loại nặng |
| Quy cách đóng gói | – | Phuy nhựa PE, IBC, phuy sắt tráng Teflon, ISO TANK |
Ba chỉ tiêu cần quan tâm khi nhập HEA cho sản xuất PCE:
- Hàm lượng MEHQ – ức chế trùng hợp trong quá trình lưu kho. Thiếu MEHQ, hàng có thể tự trùng hợp thành gel; thừa MEHQ, phản ứng trùng hợp trong nồi bị ức chế, tỷ lệ chuyển hóa monomer tụt.
- Hàm lượng axit tự do – ảnh hưởng trực tiếp đến pH đơn phản ứng và đến độ ổn định của sản phẩm PCE cuối.
- Hàm lượng diester (ethylene glycol diacrylate) – tạp chất hai chức năng, gây khâu mạch (crosslinking) ngoài ý muốn, làm tăng độ nhớt và gây đục sản phẩm. Hàm lượng này tăng dần theo thời gian lưu kho, nên hàng càng mới càng tốt.
4. Ứng dụng khác của HEA ngoài phụ gia bê tông
Ngoài vai trò monomer chức năng trong PCE, HEA còn được dùng rộng rãi trong:
- Nhựa acrylic nhiệt rắn và sơn ô tô: HEA cung cấp nhóm –OH để đóng rắn với isocyanate trong hệ sơn PU hai thành phần. Đây là ứng dụng chiếm tỷ trọng lớn nhất của HEA trên thế giới.
- Sơn và mực in đóng rắn UV (light-curing acrylic coatings).
- Keo dán và chất kết dính – cải thiện độ bám dính trên nền phân cực.
- Xử lý vải, hồ sợi dệt.
- Sơn mạ điện tan trong nước, sơn cảm quang.
- Chất biến tính cho prepolymer ester.
5. Bảo quản và an toàn – lưu ý đặc thù của nhóm acrylate
HEA là monomer acrylate hoạt tính cao. Sai sót trong bảo quản không chỉ làm hỏng hàng mà còn có thể gây nguy hiểm, vì phản ứng tự trùng hợp tỏa nhiệt mạnh và có thể làm nứt vỡ bao bì.
- Không bảo quản dưới khí trơ. Đây là điểm ngược với trực giác của nhiều người: chất ức chế MEHQ cần oxy hòa tan mới hoạt động. Phủ nitơ lên bồn chứa HEA sẽ vô hiệu hóa chất ức chế và làm tăng rủi ro tự trùng hợp. Bảo quản dưới không khí.
- Kiểm soát nhiệt độ dưới 25–35 °C. Nhiệt độ cao đốt cháy chất ức chế nhanh hơn và đẩy nhanh cả quá trình trùng hợp lẫn thủy phân. Trong điều kiện kho tại Việt Nam, kho phải thông thoáng, tránh nắng trực tiếp; với lượng lớn nên tính đến kho mát.
- Tránh ánh sáng, đặc biệt bước sóng ngắn.
- Áp dụng nguyên tắc nhập trước – xuất trước (FIFO). Hạn dùng thực tế thường được khuyến cáo 6 tháng đến 1 năm kể từ ngày sản xuất, tùy điều kiện lưu kho.
- Vật liệu tiếp xúc: ưu tiên thép không gỉ. Thép carbon có thể dùng nhưng gỉ sét là vấn đề – ion Fe³⁺ là tác nhân khơi mào trùng hợp yếu, đồng thời làm sẫm màu sản phẩm.
- Tiếp địa cho bồn, bơm, đường ống để tránh tích điện.
- Tránh xa chất oxy hóa mạnh, peroxide, axit mạnh và muối kim loại nặng.
An toàn lao động: HEA gây kích ứng mắt, da và đường hô hấp, và là chất gây mẫn cảm da (skin sensitizer) – tiếp xúc lặp lại có thể gây viêm da tiếp xúc. Bắt buộc dùng găng tay chống hóa chất, kính bảo hộ, làm việc nơi thông gió tốt. Khi chữa cháy dùng CO₂, bọt hoặc bột khô; hạn chế phun nước trực tiếp vào khối chất lỏng vì có rủi ro kích hoạt trùng hợp mãnh liệt.
Vui lòng đọc kỹ MSDS đầy đủ trước khi sử dụng – PCE Cát Lâm cung cấp MSDS kèm theo mỗi lô hàng.
6. Mua HEA ở đâu tại Việt Nam?
Công ty TNHH PCE Cát Lâm phân phối HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate, CAS 818-61-1) cho các nhà máy sản xuất phụ gia bê tông, phụ gia siêu dẻo PCE và nhựa acrylic tại Việt Nam.
Vì sao chọn Cát Lâm:
- Đúng chuyên môn ngành: Cát Lâm là nhà phân phối lâu năm trong ngành hóa chất xây dựng – polymer RDP Wacker, HPMC, phụ gia bê tông, chống thấm, xi măng trắng. Chúng tôi hiểu bài toán của nhà sản xuất phụ gia, không đơn thuần bán hóa chất theo lô.
- TDS và MSDS đầy đủ theo từng lô, có COA kèm hàng.
- Linh hoạt quy cách: phuy nhựa PE, IBC, ISO TANK – phù hợp cả nhà máy lớn chạy liên tục lẫn đơn vị đang thử nghiệm công thức.
- Hàng có sẵn tại kho TP.HCM, giao nhanh khu vực miền Nam, hỗ trợ vận chuyển toàn quốc.
- Hỗ trợ kỹ thuật: tư vấn về tỷ lệ ester/ether, xử lý sự cố độ nhớt, ổn định lô và phối hợp các nguyên liệu khác trong đơn.
Liên hệ báo giá HEA
CÔNG TY TNHH PCE CÁT LÂM
📍 Số 16 Đường số 12, KDC Cityland Park Hills, Phường Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh
📞 Hotline / Zalo: 0918 268 637
Email: pcecatlam@gmail.com
🌐 Website: https://pcecatlam.vn/
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
HEA là viết tắt của chất gì? HEA là viết tắt của 2-Hydroxyethyl Acrylate, số CAS 818-61-1, công thức C₅H₈O₃, một monomer acrylate mang nhóm hydroxyl.
HEA dùng để làm gì trong sản xuất phụ gia bê tông? HEA là monomer chức năng đưa nhóm ester vào mạch polymer PCE. Trong môi trường kiềm của hồ xi măng, nhóm ester này thủy phân dần và giải phóng nhóm carboxyl theo thời gian, giúp phụ gia giữ độ sụt trong 1–3 giờ thay vì mất nhanh như PCE thông thường.
HEA khác HPA (Hydroxypropyl Acrylate) như thế nào? Cả hai đều là monomer ester nhả chậm dùng trong PCE giữ độ sụt. HPA có thêm một nhóm methyl, tạo hiệu ứng không gian lớn hơn quanh liên kết ester nên tốc độ thủy phân thường chậm hơn HEA. Trên thực tế nhiều nhà sản xuất dùng phối hợp hai loại để “tinh chỉnh” đường cong giữ độ sụt. Lựa chọn cụ thể phụ thuộc vào thời gian vận chuyển và điều kiện nhiệt độ mà nhà máy phục vụ.
Dùng bao nhiêu HEA trong công thức PCE? Không có con số chung. Hàm lượng HEA được xác định qua tỷ lệ ester/ether của đơn công thức và phải hiệu chỉnh theo loại xi măng, nhiệt độ môi trường và yêu cầu thời gian giữ độ sụt. Đội kỹ thuật Cát Lâm có thể trao đổi thêm dựa trên điều kiện sản xuất cụ thể của quý khách.
Bảo quản HEA được bao lâu? Thông thường 6 tháng đến 1 năm kể từ ngày sản xuất nếu giữ trong bao bì kín, dưới không khí (không phủ khí trơ), nhiệt độ dưới 25–35 °C, tránh ánh sáng trực tiếp. Nên áp dụng nguyên tắc nhập trước – xuất trước.
Tại sao không được bảo quản HEA dưới khí nitơ? Vì chất ức chế MEHQ cần oxy hòa tan mới phát huy tác dụng ức chế trùng hợp. Loại bỏ oxy bằng khí trơ sẽ khiến chất ức chế mất hiệu lực và làm tăng nguy cơ HEA tự trùng hợp tỏa nhiệt trong bồn chứa.
Cát Lâm có cung cấp TDS và MSDS không? Có. TDS và MSDS được cung cấp đầy đủ, kèm COA theo từng lô hàng. Liên hệ 0918 268 637 để nhận tài liệu.
