二臂超支化聚羧酸减水剂的合成表征及性能

以氯化亚砜和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料合成氯代甲氧基聚乙二醇(Cl-MPEG),对乙醇胺表面的氨基进行聚乙二醇(PEG)长链接枝,通过丙烯酰氯进一步引入双键合成二臂超支化聚氧乙烯醚大单体(TAHBPE)。将TAHBPE与丙烯酸小单体采用水溶液自由基共聚法合成二臂侧链超支化型聚羧酸减水剂(TAHB-PCEs)。采用红外光谱、核磁共振、质谱、凝胶渗透色谱对合成过程的中间和最终产物进行了结构表征。结果表明,成功合成了Cl-MPEG,TAHBPE和TAHB-PCEs。净浆流动度和流变性测试结果表明,TAHB-PCEs的净浆流动度达到298.5 mm,屈服应力和黏度均小于传统梳型聚羧酸减水剂。通过表面张力、接触角对TAHB-PCEs的分散作用机理进行了探讨,保持聚羧酸减水剂的羧酸根密度不变、缩短侧链长度、增大侧链密度可降低其表面张力和表面能,有利于其在水泥表面的润湿,达到更好的减水分散性能。     

乳液聚合法制备降黏型聚羧酸减水剂

为了解决高强度等级混凝土在拌制过程中存在的黏度高、流速慢问题,以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸为主要原材料,通过自由基聚合方法合成一种降黏型聚羧酸减水剂,研究了酸醚比、酯醚比、乳化剂用量等试验因素对减水剂性能影响.试验结果表明:减水剂最佳合成工艺为酸醚比为3.5,酯醚比为1.5,AA:MAA用量比例为2,反应温度为35～45℃,乳化剂用量为体系质量的0.4％,混凝土试验结果显示该产品具备良好降黏性能,能够有效降低混凝土塑性黏度.     

含短侧基低分子量聚羧酸系减水剂的合成与作用机理探讨

利用合成的马来酸酐柠檬酸酯类大单体(MACA)与丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)等进行自由基聚合,制备出一种含短侧基低分子量的新型聚羧酸系减水剂。通过红外光谱、黏度、水泥净浆流动度和ζ电位等方法对共聚物的结构组成和性能进行了表征,并初步探讨了新型聚羧酸系减水剂与水泥的作用机理。研究表明:该减水剂有较好的分散性,且水泥净浆流动度保持性较好,无泌水离析现象;该减水剂与水泥粒子的塑化机理符合静电斥力与空间位阻理论。     

疏水烷基酯侧链对聚羧酸系减水剂分散及保坍性能的影响

为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面zeta电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。     

酯化大单体的冷却速度和含量对聚羧酸高效减水剂性能的影响

通过丙烯酸和聚乙二醇1000在75～100℃之间的酯化反应制备了聚乙二醇单甲基丙烯酸酯大单体.在酯化率接近50%时停止反应,控制大单体的降温速度并配制不同浓度的大单体溶液,然后将不同降温速度所得到的大单体和不同浓度的大单体溶液与其它几种单体共聚生成大分子的高效减水剂.采用水泥净浆试验,检验所合成聚羧酸高效减水剂的分散性及与水泥的适应性,系统研究了酯化大单体的冷却速度和含量对聚羧酸高效减水剂性能的影响.结果表明,酯化大单体的合适降温速度为0.9～1.6℃/min,合适的质量分数为70%～80%.     

聚羧酸系高性能减水剂的合成技术

介绍了国内外聚羧酸系高性能减水剂的研究发展现状、分子结构特征以及聚羧酸类高性能减水剂的合成方法,分析了聚羧酸系高效减水剂的不同合成技术的优缺点,认为制备具有聚合活性的大单体的技术是聚羧酸系高性能减水剂需要解决的紧迫问题,提出了聚羧酸系高性能减水剂的研究方向和研究过程面临的问题及解决措施.     

徐放型聚羧酸系减水剂的合成研究

通过合成的聚乙二醇马来酸半酯大单体(PMAn)取代部分烯丙基聚氧乙烯醚(XPEG)进行共聚反应,得到了徐放型聚羧酸系高性能减水剂。合成影响因素的研究结果表明,当PMAn分子量为750且PMAn取代XPEG的比例为20%时,减水剂的减水率和保坍能力最好。红外光谱分析结果表明,合成的减水剂未聚合的单体残留很少;采用合成的减水剂配制的混凝土具有突出的坍落度保持能力。     

掺加改性淀粉制备聚羧酸减水剂及其应用

选取经过降解处理的羧甲基淀粉醚(CMS-Na)代替部分异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)制备一种新型聚羧酸系减水剂(PC2),利用水泥净浆单组分试验得出CMS-Na对TPEG的最佳替代量为15%。另外,用红外光谱(FTIR)对CMS-Na及聚羧酸减水剂的分子结构进行了表征。结果表明,掺加CMS-Na合成的PC2不仅降低了原材料的成本,而且具有良好的分散性和保塑性,同时不影响混凝土强度。     

聚羧酸类高效减水剂的研究进展

聚羧酸高效减水剂是高效减水剂的新品种，具有很多良好的使用性能。通过对近年来国内外的文献综合，讨论了反应单体，聚氧烷基链和端基的选择，聚合物相对分子质量及其分布，减水剂添加量等对减水剂性能的影响因素。     

含环氧丙烷结构单元的聚羧酸减水剂的合成及性能

以环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)嵌段共聚的聚醚大单体和丙烯酸(AA)为原料,通过水相自由基聚合合成4种聚羧酸减水剂(PCEs).凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁共振等测试确认在PCEs结构中成功引入了疏水性的PO结构单元.测试结果表明,在PCEs聚醚侧链中引入疏水性的PO结构单元,能够改善水泥浆体的保坍性能和降低水泥的剪切黏度,随着聚醚侧链中PO结构单元数的变化,PCEs的性能特点略有差异.进一步由总有机碳分析仪(TOC)测试和Ze-ta电位测试结果间接说明,部分羧酸吸附基团被卷曲的疏水性PO结构单元包埋,影响了PCEs在水泥颗粒上的吸附,改善了PCEs的保坍性能.     

硅烷改性氧化石墨烯-聚羧酸复合物的合成及性能(英文)

氧化石墨烯能显著增强增韧水泥基复合材料,但会对水泥浆体的流动性能带来负面影响。通过硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对氧化石墨烯(GO)进行改性,制备出带有乙烯基的硅烷改性氧化石墨烯(S-GO),将S-GO与羧酸单体进行共聚合反应,得到硅烷改性氧化石墨烯-聚羧酸复合物(P-S-GO)。利用FTIR与XRD等手段对GO、S-GO与P-S-GO的微观结构、元素组成及分散性进行表征;同时,将P-S-GO掺入水泥净浆中,测试其流动度与流变性能。结果表明:硅烷偶联剂能通过缩合反应成功接枝到氧化石墨烯上,形成富含活性双键的氧化石墨烯,并通过与羧酸单体和大单体的共聚合反应,合成P-SGO复合物。与GO相比,P-S-GO在水泥浆体系中有着更良好的分散能力;将P-S-GO掺入水泥浆中可以有效改善GO对于水泥浆体工作性的负面影响,改善流动度与流变性能。     

降低高强混凝土黏度的减水剂制备与机理研究

根据分子结构设计原理,以马来酸酐与异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚大单体为主要反应原料,以甲基烯丙基磺酸钠为链转移剂,合成一款减水剂.采用凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁氢谱等测试手段获得了合成产物的分子量及分子量分布等结构参数信息,同时比较了该减水剂与普通减水剂在表面张力、对水泥颗粒吸附行为、Zeta电位、水泥净浆流动性、水泥净浆流变性能及新拌混凝土应用性能方面的差异.性能评价结果表明,该减水剂具有良好的降黏效果,本工作还分析了其降黏作用机理.     

丙烯酸改性萘系高效减水剂的研制

丙烯酸改性荼系高效减水剂意在原有荼系高效减水剂的分子结构中通过化学合成引入羧基.以多羧酸高效减水剂常用原料丙烯酸为改性剂,在萘系高效减水剂合成工艺的基础上,通过优化原料比例、反应时间等对萘系高效减水剂进行改性.使用沉降试验方法对合成过程进行在线监测,并对合成产物的分散性能进行初步测试.结果表明:丙烯酸改性萘系高效减水剂在保持原有萘系高效减水剂分散效果的同时,显著提高了分散效果的保持时间.     

化学外加剂对混凝土徐变的影响规律研究

采用自制的徐变加载装置,研究了萘系减水剂、聚羧酸减水剂以缓凝组分、减缩组分对等配合比混凝土徐变的影响规律,结合与混凝土同水灰比浆体非可蒸发水含量及混凝土内部相对湿度演化分析了其影响机理。结果表明,相比萘系减水剂,聚羧酸减水剂能显著降低混凝土的徐变,其中以早强型聚羧酸减水剂的效果最好;减缩剂对混凝土的徐变有降低作用,缓凝组分的掺入对徐变有不利影响;聚羧酸减水剂和减缩组分能通过降低混凝土内部水分传输和向外界扩散来降低徐变;早强型聚羧酸使浆体具有较多的水化产物数量,对强度的增加和徐变的降低有一定好处,缓凝组分的掺入会延缓水化并减少总水化产物数量,降低强度,使徐变增加。     

聚羧酸减水剂对水泥基材料中碳纤维分散性的影响

通过简单有效的技术措施提高碳纤维在水泥基材料中的分散性有助于提高其应用效果。通过浊度法对比了碳纤维在聚羧酸减水剂(PC)和甲基纤维素(MC)溶液中的分散效果,测试了碳纤维增强水泥砂浆(CFRM)的电阻率和孔结构,并采用扫描电镜观测碳纤维增强水泥砂浆(CFRM)中碳纤维分布情况。结果显示,PC浓度提高不同长径比的碳纤维分散性明显改善,配制的CFRM导电性显著增加;而甲基纤维素仅对长径比小的碳纤维有较好的分散效果,CFRM导电性仅在水灰比较高时有提升;萘系减水剂溶液分散后的碳纤维所配制的CFRM导电性无明显变化。PC具有良好的碳纤维分散效果在于PC极性基团吸附在碳纤维表面,导致纤维表面斥力增加,有效改善了碳纤维的分散性;扫描电镜观察和孔结构分析均证实PC对碳纤维有良好的分散效果。     

低收缩型混凝土用聚羧酸系减水剂的制备及性能

采用自由基共聚法,以苯乙烯磺酸钠(SS)和2-羟乙基乙烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚大单体(IPEG-PPG)为主要合成原料,并加入自制减缩组分(RS)共聚,制备了低收缩聚羧酸系减水剂(SRPC),通过凝胶渗透色谱、红外光谱和核磁共振测试分析了其相对分子质量及其分布以及特征官能团。测定了表面张力、对水泥颗粒吸附行为、混凝土自收缩及各项混凝土应用性能(减水率、含气量、抗压强度),并分析其吸附-降低表面张力的减缩机理。结果表明,当侧链接枝密度(EO∶PO)为3∶1,侧链长度为23且摩尔比RS∶SS∶IPEG-PPG=3∶0.6∶1时合成的聚羧酸系减水剂具有高减水性能且对混凝土具有低收缩的作用。     

超滤和核磁技术定性分析聚羧酸减水剂的大单体

采用超滤和核磁技术,建立分析未知聚羧酸减水剂中大单体的方法。结果表明,未知聚羧酸减水剂样品依次经过30,10,3 k D(道而顿)超滤膜后,大分子量的组分被逐级滤去;超滤滤液再经过500D的透析袋预处理去除杂质,得到相对较纯的大单体。应用核磁共振氢谱技术对常见的已知大单体进行鉴别分析,进而解析出未知聚羧酸样品使用的大单体为异戊烯醇聚乙二醇醚(TPEG)。该法为聚羧酸高分子样品的剖析提供重要的分析手段,对聚合物的分析具有一定的借鉴作用。     

交联型聚羧酸高性能减水剂的合成工艺研究

从分子结构设计的角度出发,选择了一种具有双官能团结构的功能单体参与聚羧酸高性能减水剂的主链结构的合成,通过正交设计试验研究制备了一系列具有交联结构的聚羧酸高性能减水剂。试验结果分析表明该减水剂具有更优的分散性能及对各种水泥的适应性,正交分析得到最优组合为MAA与单体E的摩尔比1．5,链转移剂用量0．25％,引发剂用量1．65％。     

一类聚羧酸高性能减水剂的设计合成与应用

分别以甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等5类含磺酸基的不饱和单体,合成了5种侧链带有磺酸基团的梳形聚羧酸减水剂。用红外光谱(FT-IR)对其结构进行了确认。正交试验分析表明,SMAS是最佳的磺酸基单体,并用SMAS与丙烯酸、丙烯酸酯-聚乙二醇单甲醚共聚得到了一种新型聚羧酸高效减水剂(SPC3)。应用试验结果表明,当水灰比(W/C)为0.29,掺入量为0.30%时,SPC3的减水率高达36%,而萘磺酸甲醛缩合物(SNF)减水剂的减水率只有17%。同样条件下,掺入SPC3制备的泵送混凝土在120 min的坍落度损失为8.9%,远小于掺入SNF时的65.0%。掺入0.30%的SPC3制备的高强度混凝土(HPC),其90d压缩强度达到71.6 MPa。     

高保坍型聚羧酸减水剂的制备及其在水溶液中的自组装行为

采用自由基聚合原理制备了一种高保坍聚羧酸减水剂,研究了酸醚比、引发剂双氧水用量、链转移剂用量、反应温度及具有不同水解速率的酯基聚合单体对保坍性能的影响.采用Material Stuido软件中的耗散动力学(DPD)探究其在水溶液中的自组装状态.结果表明:最佳制备工艺为:酸醚比2.0,酯醚比6.0,双氧水用量占聚醚单体质量的1.4％,链转移剂占聚醚单体质量1.1％,丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯复合使用,其中丙烯酸羟丙酯占总酯量的60％,反应温度为50℃.DPD模拟结果表示,合成的高保坍聚羧酸减水剂在水中具有高度卷曲状态,趋于球状.采用上述工艺制备的高保坍聚羧酸减水剂应用于混凝土中,在30℃条件下,保坍时长能够达到4 h.