多元复合引发体系常温合成高减水型聚羧酸减水剂研究

以异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、马来酸二甲酯(DMM)为主要单体,通过引发体系对比,选取双氧水(H_2O_2)-过硫酸铵(APS)/维生素C(VC)-硫代硫酸钠(Na_2S_2O_3)为多元复合引发体系,采用水溶液自由基聚合,常温制备了一种高减水型聚羧酸减水剂(PCE)。通过正交试验,得出合成最佳工艺条件为:氧化剂和还原剂质量比为5.5,酸醚比为4.25,链转移剂用量为大单体质量的0.5%,初始反应温度25℃,滴加时间2 h,酯醚比为0.3。混凝土试验表明,当减水剂折固掺量为0.12%时,减水率达34.5%,与其他减水剂相比具有更好的分散性和分散保持性能。     

缓释型聚羧酸减水剂的低温制备工艺

以异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)为主要聚合单体,甲基丙烯酸羟乙酯(HEA)部分取代AA,巯基丙酸(MPA)为链转移剂,通过双氧水(H_2O_2)-抗坏血酸(Vc)引发,采用一步合成方法 ,在低温条件下制备了一种缓释型聚羧酸减水剂。研究分析了反应温度、酸醚比、HEA取代量、MPA用量、H_2O_2与Vc摩尔比、滴加时间等因素对合成减水剂产品性能的影响。利用正交试验,筛选出低温条件下较优的合成工艺:反应温度40℃,n(AA)∶n(HPEG)=4∶1,n(HEA)∶n(HPEG)=4.38:1,MPA用量(按HPEG单体质量分数计,下同)为0.65%,引发剂用量为1.17%,n(H_2O_2)∶n(Vc)=2.5∶1,滴加时间3h。当减水剂折固掺量为0.22%时,水泥初始净浆流动度达到280mm,0.5h后净浆流动度达到295mm,1h后净浆流动度达到302mm,相同掺量下与其他减水剂产品相比具有更好的分散性和分散保持性,且胶砂减水率达到37.5%。此外,通过傅里叶红外(FTIR)和热重分析(TGA)等手段对共聚物进行了表征。     

高适应性聚羧酸减水剂的常温合成及性能研究

以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)、丙烯酸(AA)为聚合单体,采用双氧水(H2O2)/琥珀酸二辛酯磺基钠(E51)-硫酸亚铁(FeSO4)氧化还原引发体系,常温下合成了一种高适应性聚羧酸减水剂(PLY),并研究了不同因素对减水剂分散性能的影响.结果表明,PLY的最佳合成工艺为:初始反应温度15℃,酸醚比3.4,氧化...     

VPEG型聚羧酸减水剂的研制

采用4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)为大单体,以双氧水(H_2O_2)/新型还原剂(F)为氧化还原体系,硫代乙醇酸为链转移剂合成了VPEG型聚羧酸减水剂PCE-1,探讨了合成温度及原材料配比对聚羧酸减水剂分散性的影响。结果表明,PCE-1的最佳制备工艺为:n(AA)∶n(VPEG-4000)=4.6∶1时,H_2O_2、新型还原剂、硫代乙醇酸用量分别为大单体VPEG质量的0.75%、0.2%、0.4%,合成温度15℃,滴加时间1.0 h。经测试验证,PCE-1的混凝土分散性和保坍性优于市售的VPEG型聚羧酸减水剂PCE-A和HPEG型聚羧酸减水剂PCE-B。     

聚醚类聚羧酸减水剂的合成及其对混凝土性能的影响

分别采用烯丙基聚氧乙烯醚（HPEG）、甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）和乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚（EPEG）三种聚醚大单体合成了聚羧酸减水剂（PCE），对比研究了所合成的PCE对混凝土流变性能、气泡特征及其经时演化、硬化混凝土外观气泡的影响规律。结果表明：EPEG-PCE与TPEG-PCE的减水率及对混凝土和易性的影响均优于HPEG-PCE，且掺EPEG-PCE新拌混凝土湿筛砂浆的流变参数经时变化小；掺TPEG-PCE和HPEGPCE试件的气泡参数主要在30～60 min和0～30 min内变化，而掺EPEG-PCE的试件则在0～90 min无明显气泡突变阶段，对尺寸≤500μm的气泡稳定性影响顺序为TPEG组>HPEG组>EPEG组；掺不同大单体PCE试件的表观气泡含量相当，但TPEG组大气泡最多，EPEG组最少。     

HPEG型减水剂的聚合过程及性能研究

采用凝胶渗透色谱(GPC)研究了甲基烯丙基聚乙二醇醚(HPEG)和丙烯酸(AA)的二元共聚反应过程,考察AA/HPEG投料摩尔比和投料工艺对HPEG转化率及共聚物组成的影响,并对所合成的聚醚型减水剂性能进行表征.结果表明:随着AA/HPEG投料摩尔比的增大,HPEG的转化率逐渐提高,所合成的聚醚型减水剂分散性能呈先增后减趋势;当AA匀速滴加时,在聚合反应初期生成的共聚物中AA/HPEG平均摩尔比较低,而在聚合反应后期共聚物中AA/HPEG平均摩尔比较高;改变AA的投料工艺,所合成的减水剂分散性能随着初始AA用量的增大而提高;采用AA/HPEG投料摩尔比为4∶1,初始加入20%(质量分数)的AA,然后匀速滴加剩余AA所获得的聚醚型减水剂性能最好.     

宽温域高减水聚羧酸减水剂的研究

为解决常温下高减水率聚羧酸减水剂稳定性差、损失快、分散性差等问题,本文采用HPEG、AA、MAA、功能性小单体M为主要原材料,以Vc、H_2O_2及Y(代号)做引发剂,巯基丙酸做链转移剂,合成一种0-35℃之间稳定反应,且减水率高、损失小、适应性好的减水剂。     

基于双引发体系保坍型聚羧酸减水剂的合成工艺研究

选择高活性聚醚大单体TPEG和丙烯酸等小单体,通过氧化还原引发的自由基聚合反应合成保坍型聚羧酸系减水剂PCE-B。通过正交试验和单因素试验,研究PCE-B的最佳合成工艺,评价引发体系对合成减水剂性能的影响,并对合成减水剂进行凝胶渗透色谱分析及水泥净浆、混凝土试验。结果表明,PCE-B的最佳合成工艺为:酸醚比3,反应温度25℃,A料加入底料中的质量百分比为15%,链转移剂、吊白块、过硫酸铵和H_(2)O_(2)用量分别为TPEG质量的1.0%、0.75%、0.3%、0.6%,A料、B料滴加时间分别为120、130min。合成的PCE-B具有优异的分散性和分散保持性,且对混凝土28 d抗压强度无影响。     

β-环糊精改性聚羧酸减水剂的制备与抗泥性能研究

利用β-环糊精(β-CD)与异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)形成包合物,并将β-CD引入聚羧酸减水剂侧链,合成β-CD改性聚羧酸减水剂,通过β-CD限制HPEG侧链的分子运动,减小膨润土对聚羧酸减水剂性能的影响。该改性减水剂的合成工艺与常规聚羧酸减水剂相近,无需对β-环糊精进行化学改性。净浆和混凝土试验结果表明,β-CD改性聚羧酸减水剂具有优异的分散性和抗泥效果,当β-CD用量为HPEG质量的5%时,改性聚羧酸减水剂(PCE5)的初始分散性和保坍性受膨润土的影响最小,抗泥效果最佳。     

聚磷酸减水剂的合成及对硫铝酸盐水泥性能的影响

以烯基磷酸酯为单体合成一种适用于硫铝酸盐水泥的聚磷酸减水剂(PPE),研究了不同结构PPE对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响,当n(HPEG)∶n(MOEP)∶n(TGA)∶n(APS)=1∶4∶0.2∶0.1时,合成PPE对硫铝酸盐水泥的分散性和分散保持性均优于普通聚羧酸减水剂(PCE)。通过X射线光电子能谱分析了PPE在硫铝酸盐水泥颗粒表面的作用机理,结果表明,掺入1%PPE时,硫铝酸盐水泥颗粒表面的Ca2p和Al2p分别发生0.173 eV和0.175 eV的峰位偏移,高于PCE的偏移值,说明PPE能以强化学吸附的方式附着在硫铝酸盐水泥颗粒表面,发挥减水分散作用。     

酰胺亚胺型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

以二乙烯三胺和顺丁烯二酸酐为原材料经酯化反应制备酰胺亚胺功能单体(AMIDE),将其与异戊烯基聚氧乙烯醚大单体(TPEG)和不饱和酸丙烯酸(AA)共聚合成一种酰胺亚胺型聚羧酸系减水剂(AMIDE-PCE)。考察了TPEG分子、AA、AMIDE、引发剂H_2O_2、还原剂VC和链转移剂用量对产品性能的影响。确定了合成产品最佳的配比为:n(TPEG3000)∶n(AA)∶n(AMIDE)=1.0∶3.5∶1.0,H_2O_2和链转移剂用量分别为单体总质量的1.5%和1.8%,m(VC)∶m(H_2O_2)=0.5∶1.0。与市售聚醚型聚羧酸系减水剂(e-PCE)相比,AMIDE-PCE具有优异的分散性、明显的缓凝和增强效果。     

氧化还原引发体系常温合成聚羧酸减水剂

选用氧化还原引发剂体系合成聚羧酸减水剂,着重对引发剂组成及用量以及引发剂久置性等对减水剂性能的影响进行研究。结果表明,当引发剂中还原性物质组成为m(Vc)∶m(Na HSO3)=1∶1,氧化剂用量为HPEG质量的0.5%,体系中引发剂用量为HPEG总质量的2%,n(HPEG)∶n(AA)∶n(AMPS)=1.0∶3.5∶0.7时,合成减水剂的分子质量MW为25 820 g/mol。经XRD分析表明,减水剂有促进水泥早期水化的作用。减水剂掺量为0.25%时,混凝土减水率达35%。     

一种HPEG型多元复合聚羧酸减水剂的合成与性能研究

以异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、聚乙二醇甲基丙烯酸酯（MPEG-MAA）作为反应单体，β-巯基乙醇作为链转移剂，通过考察过硫酸铵-次磷酸钠、双氧水-抗坏血酸、双氧水-甲醛次硫酸氢钠、双氧水-抗坏血酸葡糖苷四种氧化-还原引发体系，经常温条件下的自由基水溶液聚合反应，高效合成了一种HPEG型多元复合聚羧酸减水剂（HM-PCE）并对其性能进行研究，结果表明，采用双氧水-抗坏血酸葡糖苷引发体系，在常温条件下（20℃～55℃）能够高效制备出兼具良好分散性和分散保持性能的HM-PCE，其中，当反应温度为25℃、滴加时间为120min时，HMPCE的性能最佳；相对市售高性能HPEG型聚羧酸减水剂（SH-PCE）,HM-PCE表现出更好的吸附能力，减水率和配制混凝土28d均显著提高。     

缓释型聚羧酸减水剂的分子结构设计及制备

基于2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚-丙烯酸(HPEG-AA)体系研究了接枝密度、主链聚合度及侧链长度对聚羧酸减水剂(PCE)净浆流动度的影响,建立了PCE理想分子结构的数学模型,研究了酯基密度对PCE性能的影响.采用相对分子质量为4 000的HPEG设计并制备出2种缓释型减水剂PC-R1和PC-R2.对缓释型PCE的分子结构进行了表征,采用凝胶色谱仪(GPC)测定了其重均相对分子质量和数均相对分子质量,用红外光谱表征了其官能团.研究了掺缓释型PCE的新拌混凝土性能和硬化混凝土性能,验证了所建数学模型和设计方法的正确性.     

快硬复合硫铝酸盐水泥用聚羧酸减水剂的制备与性能研究

以聚醚大单体(HPEG)和丙烯酸(AA)为主要原料,通过改变酸醚比和滴加方式,合成一种适用于快硬复合硫铝酸盐水泥(R·SAC)的聚羧酸减水剂(PCE-1),研究了合成工艺参数和聚醚分子质量对减水剂性能的影响。结果表明,合成PCE-1的最佳工艺参数为:HPEG的分子质量为3200,酸醚比为7,将20%的AA加入底料中,n(催化剂)∶n(H_(2)O_(2))∶n(Vc)∶n(巯基乙醇)=1.0∶0.9∶0.15∶0.6;在饱和掺量下,掺PCE-1的R·SAC42.5和P·O42.5水泥净浆的初始流动度最为接近并达到最大;PCE-1对R·SAC水泥的分散性和分散保持性均优于市售普通型聚羧酸减水剂PCE-2;与空白水泥相比,掺0.4%(折固)PCE-1、PCE-2与PCE-3复配减水剂的R·SAC42.5水泥,初凝和终凝时间分别延长了42、35 min和41、36 min。     

聚羧酸系减水剂作为助磨剂使用的构效关系研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为大单体合成一系列具有不同酸醚比、侧链长度及相对分子质量的聚羧酸系减水剂(PCE)作为水泥助磨剂,研究了PCE分子结构对其助磨性能的影响.结果 表明:PCE的助磨效果随着酸醚比的增大而增强,当酸醚比超过一定范围后,助磨效果有所减弱;具有短侧链及低相对分子质量的PCE具有更好的助磨效果...     

聚醚端基功能化制备减缩型聚羧酸减水剂及其性能研究

采用改性剂PA对不饱和聚醚HPEG进行端羟基改性，得到改性聚醚，再将其取代部分HPEG，然后与AA共聚，制得疏水改性减缩型聚羧酸减水剂PA-PCE。经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对改性聚醚及PA-PCE进行了表征，另一方面，通过GPC分析、水溶液表面张力试验，对比了PA-PCE与未改性HPEG型PCE（简称未改性PCE）的性能差异。结果表明，改性聚醚PA-HPEG的最佳酯化条件为：改性剂和HPEG的摩尔比为3∶1，反应时间为3 h，反应温度为70℃。改性聚醚PA-HPEG的最佳替代量为30%。在水泥净浆、砂浆及混凝土试验中，PA-PCE分散性能与未改性PCE相近，但减缩效果要明显优于未改性PCE。     

EPEG型保坍聚羧酸减水剂的合成及性能研究

选用新型高活性大单体EPEG与丙烯酸、羟乙酯等小单体反应,通过正交试验研究合成工艺参数对聚羧酸减水剂性能的影响。结果表明,最佳合成工艺为：酸醚比2.0,酯醚比3.0,反应温度20℃,底料浓度60%,链转移剂、Vc、Na₂S₂O₈、H₂O₂用量分别为EPEG质量的0.6%、0.3%、0.6%、1.5%,A料、B料滴加时间分别为30、60 min。对按最佳工艺合成的EPEG型保坍聚羧酸减水剂进行红外光谱分析、水泥净浆和混凝土性能测试表明,合成减水剂具有优异的分散和保坍性能,同时对混凝土强度无不良影响。     

丁二酸酐酯化改性聚羧酸长侧链端羟基及减水剂性能

将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与丁二酸酐(SAE)进行酯化,得到聚醚端羟基被丁二酸酯化的改性聚醚(SAEHPEG)。再以不同比例的SAE-HPEG和HPEG与丙烯酸聚合,得到一系列分子中含SAE-HPEG长支链的新型聚羧酸减水剂(SAEPCE)。采用红外光谱和核磁氢谱对SAE-PCE的分子结构进行了表征,并对改性前后PCE在水泥浆体中的吸附量进行了测试比较,试验结果表明,改性后减水剂SAE-PCE具有良好的分散性和分散保持性。     

不同引发剂对醚类聚羧酸减水剂性能的影响

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)、丙烯酸(AA)为原料,分别以双氧水(H_2O_2)和过硫酸铵((NH_4)_2S_2O_8)为引发剂,采用原位聚合法合成了聚羧酸系减水剂。通过对合成的聚羧酸减水剂进行水泥净浆流动度试验,结果表明自制的聚羧酸减水剂对水泥浆体有较好的分散性和分散性保持性。在红外线光谱的检测下得到了试验所需观测到的羟基、羰基、醚键等官能团。