酰胺型聚羧酸系减水剂的合成研究

制备了一种酰胺型聚羧酸系减水剂,研究了主链分子量、主链组成以及侧链接枝密度对其减水保坍性能的影响,通过FTIR、GPC对其结构进行了表征,最后与聚羧酸醚(AA/HPEG共聚物)、聚羧酸酯(MAA/MPEGMA共聚物)等两类聚羧酸系减水剂进行了性能对比。结果表明:主链分子量约4 000、主链组成是摩尔比AA/MAA=3∶1的共聚物、侧链接枝密度为20%的酰胺型聚羧酸系减水剂综合性能最好,其混凝土减水率、坍落度保持和抗压强度等性能均优于聚羧酸醚和聚羧酸酯两类减水剂。     

磷酸基高性能减水剂的合成及应用

传统的聚羧酸减水剂往往受到孔隙溶液中离子的影响,与孔隙溶液中离子发生竞争吸附,因而往往对水泥成分相当敏感。本文通过磷酸基改性聚羧酸减水剂提高适应能力,结果表明,当磷酸基替代减水剂中锚固基团15%时(m磷酸单体∶m丙烯酸=0.17∶1),初始减水率和保持能力明显提高,同时表现出对硫酸根离子良好的抵抗能力。     

马来酸酐型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

本文采用普通自由基聚合法制备马来酸酐型聚羧酸减水剂,探讨其反应温度、马来酸酐用量、碱用量和丙烯酸用量对其减水率和净浆流动度损失的影响。试验发现:当反应温度为80℃、n_(MA):n_(HPEG)为2:1、n_(NaOH):n_(MA)为0.8:1和n_(AA):n_(HPEG)为1:1时,其减水率和净浆保持效果最好,折固掺量为0.16%时,减水率达25.5%,净浆流动度1h损失10mm,混凝土保持性能较好。     

早强型聚羧酸系减水剂的制备及性能研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、改性丙烯酸酯类化合物(MAE)为原料,利用自由基共聚反应制备早强型聚羧酸系减水剂。运用正交试验分析法,探讨了原料比例、用量等因素对减水剂性能的影响,综合考虑得出最佳配方。相比市售减水剂,利用最佳配方自制的早强型聚羧酸系减水剂具有更高的减水率和更好的分散性,且混凝土的早期强度明显提高。     

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%。     

聚羧酸高性能减水剂的常温合成研究及应用

在常温20℃~40℃条件下,采用过硫酸铵(APS)—抗坏血酸(Vc)氧化还原体系,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为单体,在链转移剂的作用下,合成了一种聚羧酸高性能减水剂(Kami 313C)。研究结果表明,常温合成的聚羧酸高性能减水剂(Kami 313C)减水率高达34.1%。与60℃条件下合成的聚羧酸高性能减水剂(Kami 313)性能相比,本合成工艺无需加热,无需去离子水,采用普通自来水,节约能源,降低生产成本,性价比更高。     

保坍型防冻减水剂的制备及性能研究

以HPEG、丙烯酸、中间酯等原料合成保坍型聚羧酸减水剂,用单因素试验选出保坍型聚羧酸减水剂的最优配方：HPEG相对分子质量为2400,酸醚比n(AA)∶n(HPEG)=7.5,引发剂、链转移剂、中间酯P用量分别为HPEG单体质量的0.8%、1.6%、0.4%。将最优配方的保坍型聚羧酸减水剂与丙三醇、乙二醇等进行复配得到最优配比的保坍型防冻减水剂,利用红外吸收光谱对其进行结构表征。结果表明：将10%保坍型减水剂与6%乙二醇、6%丙三醇、2%亚硝酸钠、0.3%引气剂、3%和易性调节剂复配（用水配平至100%）得到最优保坍型防冻减水剂,混凝土初始减水率高、保坍性能好、和易性好、抗冻效果好。     

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。     

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。     

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以常规聚醚大单体TPEG、丙烯酸(AA)作为主要原材料,引入新型不饱和小单体丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯,在双氧水(HP)-次磷酸钠(SHP)引发体系下采用常温自由基溶液聚合反应制备高保坍型聚羧酸减水剂PC-0。研究AA、HPA、巯基乙醇和SHP用量对PC-0性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:m(TPEG)∶m(AA)∶m(HPA)∶m(磷酸酯)=100∶12∶2∶0.8,m(HP)∶m(SHP)=3∶1,SHP、巯基乙醇用量分别为大单体质量的2%、1%。经C30和C50混凝土验证试验表明,PC-0的初始、60 min和120 min坍落度保持性能都明显优于国内外同类市售的聚羧酸减水剂。     

阳离子型聚羧酸系减水剂的常温合成及性能研究

本文利用HPEG、AA、DAC和3-S为主要原材料,采用常温工艺制备了阳离子型聚羧酸系减水剂,考察了不同原材料用量对减水剂分散性能的影响,得到AA:DAC:HPEG:3-S=4.5:0.05:1:0.12为最佳摩尔比,合成出来的阳离子型聚羧酸具有优异的分散性和抗泥性,优于市售普通聚羧酸系减水剂。     

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅰ)——普通型

利用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、磷酸类功能性单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成了抗泥型聚羧酸减水剂。研究了掺该减水剂的水泥净浆和混凝土的性能,并采用凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和总有机碳分析测试(TOC)对减水剂的抗泥机理进行了研究。结果表明,经PFM和β-CD-MAH改性后的减水剂具有明显的抗泥保坍效果,并能有效改善含泥混凝土的工作性和长期性能。     

抗泥保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯功能性单体(PZ)等,在常温下合成了抗泥保坍型聚羧酸减水剂PCE-2。试验结果表明:当HPEG的相对分子质量为3000,酸醚比为4.25,HPA对AA的摩尔取代率为21.6%,PZ用量为3.8%,巯基丙酸(MPA)用量为0.38%,底料AA提前加入量为30%时,合成减水剂的性能最佳;凝胶渗透色谱及红外光谱分析表明,该减水剂的分子质量大于普通型聚羧酸减水剂,单体转化率较高;PCE-2具有良好的抗泥保坍效果,能适应含泥量较高的砂石骨料。     

高性能减缩型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

合成具有高减水率,同时能明显减小混凝土收缩的聚羧酸减水剂,对于提高混凝土结构的耐久性具有重要意义。通过聚合与酯化反应,在普通聚羧酸减水剂分子的主链上接枝一种减缩基团,制得减缩型聚羧酸减水剂(SRPCE),并分析对比普通聚羧酸减水剂和合成减水剂SRPCE对水泥基材料收缩性能的影响。试验结果表明,减水剂SRPCE的分散性和减缩性佳、减水率高,综合性能优异。     

一种新型聚羧酸系高性能减水剂的合成及性能研究

通过对聚羧酸分子结构进行设计,引入乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(2+2活性大单体),在常温25℃以下通过自由基聚合反应合成出了2+2型聚羧酸高性能减水剂PC-22,利用乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(2+2活性大单体)的高反应活性、更加舒展自由的侧链、使得聚醚侧链的包裹性和缠绕性得到提高、使得合成出来的聚羧酸减水剂具有更好的减水率、保坍性能和材料适应性。通过多种测试表征方法和相关混凝土试验,试验结果表明,对比普通HPEG型、国外高和易性聚羧酸高性能减水剂,PC-22聚羧酸高性能减水剂的分散效果和经时保坍性能较好,同时对不同水泥材料适应性良好,改善了混凝土的综合性能,具有广阔的市场前景。     

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。     

HX聚羧酸系减水剂性能研究

在2000L反应釜中,由工业级甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、催化剂、阻聚剂合成大单体,然后再与单体AP、甲基丙烯酸共聚合成HX聚羧酸混凝土减水剂,并对HX聚羧酸减水剂进行水泥混凝土性能试验.试验结果表明:工艺合成的HX聚羧酸减水剂质量稳定,碱含量低,具有高减水率,掺量1%减水率可达到27.5%,优于进口聚羧酸减水剂、国产PC;与萘系减水剂相比,HX聚羧酸减水剂可以明显降低混凝土成本0.5～4.5元/m3.     

改性聚硅氧烷对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响

通过低聚双环氧基封端聚硅氧烷(E-PDMS)和氨基封端聚醚胺(PEA)亲核开环反应合成线性聚醚改性氨基聚硅氧烷(BPEAS),作为制备固体聚羧酸减水剂的非反应型增溶剂。以异戊烯醇聚氧乙烯醚大单体(IPEG)、丙烯酸(AA)为主要原料,在BPEAS、引发剂、链转移剂作用下,通过本体聚合一步法制备固体聚羧酸减水剂,研究了BPEAS对制备过程中熔融体流变性能及合成固体聚羧酸减水剂性能的影响。结果表明:当BPEAS用量为大单体质量的0.6%时性能最佳,反应初始熔融体黏度可降低43.6%,单体转化率提高10.5%;合成固体聚羧酸减水剂掺量为0.2%时,胶砂减水率为28.5%,混凝土工作性能达与掺液体减水型聚羧酸减水剂相近。     

柠檬酸改性聚羧酸减水剂的合成

以2-丙烯酰氧基-1,2,3-三羧基丙烷(ACP)、丙烯酸(AA)、丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MPA)和甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液共聚法合成柠檬酸改性四元聚羧酸系减水剂。实验结果表明,改性聚羧酸减水剂的最优合成条件为:反应温度90℃,反应时间5 h,APS用量为单体总质量的2.5%,在单体配比为n(ACP)∶n(AA)∶n(MPA)∶n(MAS)=0.47∶3.5∶1.2∶1.0,所合成减水剂的减水率高达31%,2 h内水泥净浆流动度基本无损失。     

PVP型聚羧酸减水剂的合成与性能研究

以N-乙烯基吡咯烷酮为单体、过氧化氢为引发剂,在水溶液中进行自由基聚合得到聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。然后以PVP替代传统的聚醚类大分子单体,以m(AA)∶m(PVP)=0.68、m(APS)∶m(PVP)=0.041、m(SHP)∶m(PVP)=0.056为原料配比,聚合得到一种具有新型分子结构、减水和分散作用良好的PVP型聚羧酸减水剂(PVP-PC)。红外、核磁和GPC分析结果表明,PVP已经参与反应并成功接枝到聚丙烯酸主链上。性能测试结果表明,当PVP-PC掺量为0.30%时,水泥净浆流动度达304 mm;同时,该减水剂在水泥中的吸附量高达103.48 mg/g,远高于普通聚醚侧链聚羧酸系减水剂的71.48 mg/g。