含有聚环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂的合成及表征

以丙烯酸类单体及其衍生物和聚乙二醇大分子单体为原料，通过自由基共聚和酯化接枝反应合成了两种带环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂，通过对合成配方与反应条件的正交设计，确定了最佳合成工艺参数；对合成产物的减水率及保塑性能进行了探讨，并对其分子量及分子结构进行了表征．结果表明，2种合成产物的掺量为0．4％时，混凝土减水率均超过30％，且具有较好的保塑性能，减水保塑性能优于萘系高效减水剂．     

多元聚羧酸高效减水剂的合成及性能研究

与传统减水剂相比,聚羧酸减水剂具有减水率和净浆流动度高及坍落度损失小等特性.基于分子结构设计理论和自由基聚合理论,以两种不同分子量的甲代烯丙基聚乙二醇(TPEG)为大单体,马来酸酐(MAn)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酰胺(AM)等为小单体,在引发剂过硫酸铵(APS)的作用下多元共聚合成聚羧酸减水剂.系统地研究了反应温度,反应时间,引发剂和单体用量对减水剂净浆流动度、减水率、坍落度等性能的影响,并探讨了聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系.结果表明:与普通聚醚类减水剂相比,该聚羧酸高效减水剂具有较高的净浆流动度、减水率、强度等.当减水剂掺量为0.5％时,其净浆流动度达到315 mm,而减水率可达35％.     

新型固体聚羧酸高效减水剂的研制

聚羧酸高效减水剂生产浓度一般为20%～40%（质量分数）,不宜储存和运输,限制了其更广泛的应用.利用本体聚合方法合成固体聚羧酸减水剂,在不加任何溶剂的情况下,利用原料中大单体TPEG、丙烯酸的物理化学特性,通过合适的引发剂（BPO）,实现反应原料熔融态下的聚合反应.最佳反应条件为TPEG∶AA∶MAS=0.8∶3.25∶0.4（摩尔比）,引发剂BPO用量为单体总质量的1%,反应温度为80℃,引发剂滴加时间为2h,保温时间为1.5h.反应结束后趁热将产物倒出,冷却至室温,经研磨成粉末,得到产品.实验得到的固体聚羧酸减水剂产品经研磨后无粘结现象,颗粒尺寸在0.125mm时,46s即可实现完全溶解,150d未出现变质结块现象.通过净浆试验和混凝土试验对产品进行了性能测试,结果表明产品性能超过了国内同类固体聚羧酸高效减水剂的产品水平.本体聚合法制备固体聚羧酸高效减水剂工艺简单、操作容易、对环境友好,具有非常广阔的工业前景.     

氨基磺酸系高效减水剂的实验室研制

以对氨基苯磺酸钠及苯酚为主要原料，与甲醛加热缩合制备了氨基磺酸系高效减水剂，并探索了缩合反应条件，对合成产物进行的水泥净浆流动度等性能实验表明，氨基磺酸系高效减水剂对水泥具有高度减水作用，合成产物平均分子量在20000－30000范围，减水率可达30％。     

聚羧酸型高效减水剂的制备

采用多元共聚,通过实验优化,确定最佳原料配比及最优反应条件,合成一种新型聚羧酸高效减水剂.试验结果表明,该聚羧酸类高效减水剂对水泥具有高度的分散作用,掺加量为0.5%时,水泥净浆流动度可达214 mm,具有掺量低,减水率高,塌落度保持性好等优点.     

一种聚羧酸系减水剂的合成与性能

设计采用两步聚合法,即先通过一定分子质量的聚乙二醇(PEG)与丙烯酸(AA)在一定条件下发生酯化反应形成高分子大单体—聚乙二醇丙烯酸酯(PEGA),然后在水溶液中通过引发剂、PEGA和丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠(MAS)发生共聚反应合成聚羧酸系减水剂.采用单因素变量试验法,分别研究了单体比例、引发剂用量、聚合温度、聚合时间及加料方式对聚合物性能的影响,从而得出合成聚羧酸系高性能减水剂的一种最佳工艺,并对试制产品进行了性能测试.结果表明:聚羧酸系减水剂具有优良的分散性能,能较长时间地保持水泥浆的流动性.     

磺化淀粉-聚羧酸复合减水剂的制备与表征

由于保护环境的原因,以天然高分子为原料来合成高效减水剂已经成为混凝土外加剂研究领域的新热点.本文研究了采用磺化糊精取代部分功能大单体来合成复合聚羧酸减水剂的方法.结果显示:当磺化糊精取代功能单体40%、复合聚羧酸减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆的初始流动度达255,mm,1,h 后其流动度仍为250,mm.淀粉酸解后,增加亲水的羟基基团导致初期水化缓慢,而增加 Zeta 电位使水泥颗粒更易于分散.在复合减水剂中,长链 Starch 与短链的聚羧酸减水剂主链将被吸附于水泥颗粒表面上,交替发生静电与空间位阻作用,起到了增加减水率和降低缓凝的效果.     

单体类型对多羧酸型高效减水剂性能的影响

用于合成多羧酸共聚物的单体结构和官能团不同，对于减水与保塑性能的影响不同；选择含不同官能团的多种单体，合成一系列多羧酸型高效减水保塑剂；通过水泥净浆试验、混凝土试验测定了减水率和保塑性能；讨论了不同单体对减水剂性能的影响，并对分子结构进行了红外光谱表征。结果表明：在分子链中引入马来酸酐对保塑性能作用明显，引入适当用量和聚合度的聚乙二醇可同时提高减水率与保塑性。     

高性能醚类聚羧酸减水剂的合成工艺研究

高性能醚类聚羧酸减水剂以高的减水率和良好的坍落度保持性受到混凝土工程界的亲睐。利用大单体TPEG结合其它原料合成新结构的聚羧酸系高效减水剂,通过对合成条件及性能的研究,确定了适宜工艺条件：TPEG/MAA（W%）=5∶1, 引发剂用量为1.4%,滴应时间为3～3.5 h,反应温度为60 ℃。     

新型蔗糖基聚羧酸高效减水剂的合成与性能

以自制甲基丙烯酸蔗糖酯（MASE）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸（MAA）、烯丙基磺酸钠和烯丙基聚乙二醇（A PEG ）为原料,以过硫酸钾为引发剂,自由基共聚法合成蔗糖基聚羧酸高效减水剂。研究了反应时间、蔗糖酯含量及引发剂用量对蔗糖基聚羧酸高效减水剂性能的影响。并通过流动度测试、红外光谱表征及黏度对减水剂的结构与性能进行了分析与比较。各组分物质的量nAA ：nMAA ：nSAS ：nAPEG ：nMASE ＝3∶1∶2∶1∶0．2,MASE含量为4．9wt．％,引发剂为单体用量1．9wt．％,反应时间为5h时合成的减水剂性能最好。在水灰比为0．29,折固掺量为0．3w t ．％,水泥净浆流动度达到340mm。     

羧酸型减水剂与水泥的相容性研究

选用含有亲水性羧基、酸酐基、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的单体共聚合成了3种羧酸型减水剂,针对4种不同产地的P.O 42.5水泥,测定了在较低水灰比（mw/mc=0.29）下水泥净浆流动度及30 min经时变化,混凝土坍落度及180 min经时变化.净浆流动度30 min损失小于13.8%,混凝土坍落度60 min损失小于15%.3种羧酸型减水剂与不同水泥均具有良好的相容性.     

酯化-共聚合成高效减水剂WD-1

以甲基丙烯酸与聚乙二醇为主要原料,经酯化制得聚乙二醇丙烯酸酯,将酯化物与烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸共聚制备出聚羧酸系高效减水剂WD-1.对产品进行了红外光谱分析,探讨了聚乙二醇的聚合度(n)、聚乙二醇封端与否以及酯化温度对聚羧酸系减水剂主要性能的影响.结果表明:采用n=9的聚乙二醇单甲醚进行酯化,温度为80℃时,产品具较好的综合性能;产品红外谱图与设计分子结构相符;聚羧酸系高效能减水剂WD-1可以使水泥具有较好的净浆流动度,混凝土减水率可达26.9%.     

减水剂对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响

研究了萘系高效减水剂（FDN）和木质素磺酸钙（LS）对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响,测定了减水剂在胶凝颗粒表面的吸附、对水泥颗粒表面zeta电位等方面的影响。结果表明,和FDN相比,LS对砂浆的减水率较低,而对砂浆流动度保持能力较优;当掺量为0.4 wt%时,两者对砂浆稳定性的影响几乎一样。当掺量低于0.4 %时,LS的减水率和FDN接近是因为其具有较强的引气作用和FDN在胶凝颗粒表面吸附不完全;LS保持砂浆流动性能力较好是由于它的缓凝作用以及吸附LS的水泥颗粒表面zeta电位较稳定导致的。为了更好地将LS应用在高掺量粉煤灰砂浆中,可以从提高其减水率方面对其进行改性。     

木素磺酸钙对水泥净浆的缓凝机理研究

研究了掺加木素磺酸钙(简称木钙)后水泥净浆液相中钙离子、硫酸根离子和氢氧根离子浓度随水化时间的变化,以及除糖后木素磺酸钙对水泥净浆凝结时间的影响．结果表明,掺加木钙后在水化初期水泥净浆中S042-浓度大幅度上升,OH-浓度变化不大．木钙掺量越大,水泥净浆中游离Ca2 浓度的峰值出现越迟,浆体的初凝时间越长．进一步研究发现木钙的掺加能促进熟料矿物的水解,当木钙掺量为0．5％(质量分数)时,水泥净浆中的总Ca2 浓度峰值比未掺加木钙时增加48％,被络合的Ca2 量峰值较水化开始时增加2倍．在水泥净浆强碱性溶液中木钙的络合能力增强导致Ca(OH)2不能达到过饱和,是造成水泥净浆缓凝的重要原因,木钙对水泥净浆的缓凝机理为“吸附-络合”机理．     

不同种类减水剂对砂浆力学性能的影响 及模糊数学法综合评价

研究了木素磺酸钙(CLS) 、改性木素磺酸钙（GCL1-6A）、氨基磺酸甲醛缩合物(ASP) 、萘磺酸甲醛缩合物(FDN) 和三聚氰胺脲醛树脂(SMUF)5种减水剂对砂浆抗压强度和抗折强度的影响。并通过模糊数学法综合评价不同种类减水剂对砂浆力学性能的影响。模糊数学法综合评价表明：掺入FDN的水工建筑物和道路路面或机场道面用的混凝土力学性能最优,其次是掺入SMUF和GCL1-6A的;掺入SMUF的民用建筑用梁、柱等棱柱体构件用混凝土力学性能最优,其次是掺入FDN和GCL1-6A的。综合考虑价格和环保等因素,在混凝土工程中使用GCL1-6A具有很大的经济和环境效益。     

THE SLUMP RETENTION OF N-2000 HIGH-RANGE WATER-REDUCING AND RETARDING ADMIXTURE

N-2000 is an admixture for concrete, with a low slump loss, high range water-reducing ratio and long-time retarding. The N-2000 is made up of naphthalene-sulfonic-maldehyde polycondensation (NSMP) and ATMP. Its characteristic results from the synergistic effects of NSMP and ATMP. The results show that when O.7%-1.2% of N-2000 is added to con crete (by mass of cement), the water reducing ratio is up to 20%-30%, and the slump of fresh concrete can be retained for 2 hours without significant loss. N-2000 can not only improve the workability of fresh concrete but also increase the strength of the hardened concrete, especially early strength. It is also proved to have a good compatibility with various cements.     

高岭土/四针状ZnO晶须填充UHMWPE的研究

采用超细高岭土和四针状ZnO晶须对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行物理填充改性，研究了这2种填料对于UHMWPE摩擦磨损性能的影响。结果表明，四针状ZnO晶须和高岭土都可以降低UHMWPE摩擦系数和磨损率，同时二者具有的协同效应，在4．5％四针状ZnO晶须和4．5％高岭土的用量时，摩擦系数最低；在6％四针状ZnO晶须和3％高岭土的用量时，磨损率最小。SEM表明2种填料的磨损机理存在差异。复合填充时，四针状ZnO晶须可以限制高岭土磨屑的产生，进一步降低材料的磨损率。     

聚羧酸系高效减水剂的合成及其作用机理研究

分析了聚羧酸系高效减水荆的结构与性能之间的关系，探讨了减水剂分子的主链结构单元与支链结构单元的功能与作用，并分类介绍了聚羧酸系的分子结构设计及其合成的研究与进展。结果表明，聚羧酸系减水剂的性能与其分子结构的主链和支链的结构单元、官能团的位置及其种类有关。在分子主链上引入大量合适大小分子量的聚乙二醇或聚氧乙烯接枝链和少量它们的嵌段链及一定构成比例的磺酸基团，可使减水剂在发挥低掺量高分散性的同时，产生良好的保塑性，且在合成过程中发现，聚氧烷基中的端羟基易引起凝胶。在此基础上结合原料的来源及其成本，选用聚乙二醇与丙烯酸在对甲苯磺酸作催化剂的条件下进行酯化，然后与甲基丙烯磺酸钠进行共聚，并加入一定量的丙烯酸单体来调节主链的大小及侧链上的羧基与磺酸基的相对构成比例，从而得到一种高性能减水剂。