聚羧酸系水泥减水剂的合成及性能

以丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯磺酸钠(SMS)、甲基丙烯酸(MMa)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(P23MM)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,进行水溶液自由基共聚,合成聚羧酸系水泥减水剂。以初始净浆流动度为考察指标,通过正交和单因素实验,确定合成聚羧酸系水泥减水剂的最佳工艺条件:APS用量为0.9%,n(P23MM)∶n(SMS)∶n(MA)∶n(MM a)=20∶8∶15∶47,反应温度80℃,反应时间8 h。合成的聚羧酸系水泥减水剂在低掺量(0.6%)、低水灰比(W/C=0.3)时,初始净浆流动度可达253 mm,2 h后净浆流动度仍有248 mm;减水剂水溶液(1%)的表面张力为53.88 mN/m,最优化条件下合成的减水剂水溶液为假塑性流体。     

聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂合成

采用烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）、甲基丙烯酸（MAA）、马来酸酐（MA）以及甲基丙烯磺酸钠（MAS）为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂．考察单体摩尔比、引发剂用量、聚合温度以及聚合时间等因素对减水剂分散性能的影响．研究结果袁明：最佳合成工艺条件为n（MA）：n（MAA）：n（APEG）：H（MAS）=2．5：3．0：1．0：0．5,引发剂用量为单体总质量的5％,聚合温度为90℃,反应时间4～5h,合成的减水剂其水泥争浆流动度可达235mm,说明研究合成的聚羧酸系减水剂对水泥具有较好的分散性．     

醚型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

烯丙基聚氧乙烯醚、顺酐、丙烯酸、丙烯酰胺为共聚单体,过硫酸铵为引发剂,通过自由基溶液聚合制得四元醚型聚羧酸减水剂。实验表明,最佳工艺条件为n（APEG）：n（MA）：n（AM）：nn（AA）=1：2：1：1．5,引发剂用量为4％．该减水剂在折固掺量为0．14％,水灰比为0129时,水泥的净浆流动度达到336mm,1h后为308mm。放置数月后减水剂稳定性不变。对不同厂家的四种水泥进行了净浆流动度试验,水泥适应性不佳但可调整掺量得到合适流动度。通过FTIR分析,表明MA、AM、AA均接入主链中,APEG接在AM上形成侧链。并依此得出了自制减水剂的分子式。     

聚羧酸系高效减水剂的制备及其性能研究

以聚乙二醇甲基醚(MPEG)、甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)和过硫酸铵(APS)等单体为原料合成一种聚羧酸高效减水剂,研究了引发剂、链转移剂、单体等因素对水泥净浆流动度的影响,分析了不同减水剂溶液浓度与表面张力的相互关系;研究表明当引发剂用量为单体质量的5％,链转移剂为0.3％,SAS为15％,MAA/MPEG物质的量比为8时,减水剂对水泥的分散性和保塑性较好,对不同水泥具有良好的适应性.     

聚羧酸系高性能减水剂的合成及适用性研究

聚羧酸系高性能减水剂对不同水泥均具有良好的分散性和适应性。该减水剂可大量使用工业废料（粉煤灰、矿粉）替代水泥,间接的节约了能耗,降低了混凝土成本。     

聚羧酸系减水剂常温合成机理研究

聚羧酸系减水剂常温合成工艺虽然操作简单、生产能耗低、产品竞争力强,但国内相关研究大多只是侧重于常温合成工艺的改良,相关理论研究较少。本文从自由基聚合反应中的引发体系出发,从活化能的角度理论分析了聚羧酸系减水剂加热合成工艺和常温合成工艺中引发体系作用机理的不同,并对常温合成中最为常用的氧化还原引发体系做了理论和试验两方面的研究,为聚羧酸系减水剂常温合成工艺引发体系的选择提供了理论基础。     

聚乙二醇接枝聚羧酸合成水泥减水剂的研究

采用先酯化后聚合方法合成了聚乙二醇接枝聚羧酸钠水泥减水剂,考察了单体配比、滴加时间、磺酸单体种类及用量和反应温度对产品性能的影响.实验结果表明,在滴加时间和保温反应时间都为3.5 h时,合成的减水剂性能良好;当减水剂用量为水泥用量的0.3%时,净浆流动度高达310 mm.由水泥的净浆流动度实验表明,合成的水泥减水剂对水泥具有良好的减水性能.     

顺丁烯二酸型聚羧酸减水剂的合成

以顺丁烯二酸聚乙二醇单甲醚酯(MPMA)为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚,合成出MPMA改性聚羧酸系减水剂;并研究了酯化时间与MPMA性能的关系、减水剂合成反应时间、MPMA含量等对聚羧酸系减水剂性能的影响,研究结果表明:在最佳条件下合成的减水剂固掺量为0.2%,水灰比为0.29时,净浆流动度为301 mm。     

聚羧酸减水剂的常温合成工艺

目前聚羧酸减水剂的合成工艺主要以加热为主,低温合成工艺报道较少。本文为了解决这一问题,以异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、丙烯酸（AA）为主要聚合单体,研究分析反应温度、保温时间、A/B液滴加时间、酸醚比、引发剂过硫酸铵用量（APS）等因素对合成减水剂产品性能的影响。并利用正交试验,筛选出常温条件下较优的合成工艺：酸醚比n（AA）∶n（TPEG）=3.5∶1,引发剂过硫酸铵用量（按TPEG单体质量分数计）为0.5%,反应温度30℃,A液滴加2.25h,B液滴加3.5h,保温时间1.5h。合成减水剂产品在水灰比0.29,掺量0.25%的条件下,水泥净浆初始流动度达到240mm,1h后净浆流动度损失5mm,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。     

POSS基聚羧酸减水剂的合成与表征

以八氯丙基笼型倍半硅氧烷为引发剂,对苯乙烯基磺酸钠、丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯为单体,采用原子转移自由基聚合方法,制备八氯丙基POSS、对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸钠和甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物(T8-PSStNa-b-PAANa-b-PMMA),并通过酯交换方法在聚合物分子上接枝聚乙二醇单甲醚(MPEG)以得到聚羧酸类减水剂。利用FT-IR、1H-NMR测试手段对聚合物的结构进行表征,结果表明:我们成功地合成出POSS基三嵌段结构聚羧酸类高效减水剂,并且当聚合时间为24 h时,产物的净浆流动度性能较好。     

新型聚醚高效减水剂的合成及其性能研究

采用聚醚(TPEG)、甲基丙烯酸(MAA)为单体,以过氧化氢为引发剂,十二硫醇为分子量调节剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂。考察了单体摩尔比、引发剂用量、分子量调节剂量、聚合温度及聚合时间等因素对聚醚减水剂分散性能的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:n(MAA)∶n(TPEG)∶n(十二硫醇)∶n(双氧水)=11.20∶2.72∶0.36∶0.20,引发剂用量为单体总质量的0.3%,分子量调节剂占单体总质量的1.0%,反应温度65℃,反应时间4~5 h。在此条件下,合成的减水剂使水泥净浆流动度达到250 mm,对水泥具有良好的分散性。     

Regulating the arm structure of star‐shaped polycarboxylate superplasticizers as a means to enhance cement paste workability

Star‐shaped superplasticizers, which incorporated polyol ester with unsaturated bond at their cores and bore comb‐type structures as their arms were synthesized via esterification‐copolymerization in aqueous phase from pentaerythritol, acrylic acid (AA), and isopentenyl oxy poly(ethylene glycol ether) (TPEG). The monomer ratios of AA and TPEG were varied and comonomer sodium methallyl sulfonate (SMAS) bearing short side chains was added to regulate the arm structure of star‐shaped polycarboxylate superplasticizers (SPCEs). The effects of the SPCEs on cement paste were investigated and the cement dispersion as well as early hydration mechanism were explored. As a main result, SPCEs with SMAS and certain molar ratios for anchoring groups and PEO side‐chains in their arm structure exhibited good paste dispersion and fluidity retention, which also delayed the early hydration process and prolonged both the initial and the final setting time. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46312.     

聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为

合成一系列聚羧酸减水剂,探讨不同单体摩尔比对其吸附性能的影响。结果表明,当n(烯丙醇聚氧乙烯醚)∶n(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠)∶n(丙烯酸)∶n(马来酸酐)=1∶0.14∶3.6∶2.6时,产物吸附性能最优。并利用总有机碳分析技术,研究了不同温度、不同浓度下最优产物在水泥颗粒表面的吸附动力学和热力学。动力学研究结果表明：聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附过程符合Lagergren吸附速率方程,吸附速率常数k=0.01594 min-1(30℃),表观活化能Ea=17.9647 kJ·mol-1。热力学研究结果表明：随温度升高,聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附量增大;求得吸附热力学参数分别为ΔHad=-24.788 kJ·mol-1,ΔSad=0.050 kJ·mol-1·K-1,ΔGad=-39.886 kJ·mol-1(30℃),可知该吸附过程是自发的放热反应。理论上温度升高对吸附不利,但因放出的热量促进水泥水化,导致聚羧酸分子容易掺杂到水化产物中,从而使更多聚羧酸吸附到水泥颗粒表面,令其吸附量反而增大。     

端羟基双子季铵盐对聚羧酸盐减水剂抗泥性能的影响

以1,4-对二氯苄为连接基团，分别以三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺为头基，合成了具有不同端基的双子季铵盐（分别标记为KNJ-1和KNJ-2）。将其作为抗泥剂与聚羧酸盐减水剂复配以改善粘土对减水剂的负面效应，探究端羟基的引入对抗泥效果的影响。通过FT-IR和1H NMR对其进行结构表征。净浆流动实验考察抗泥剂的对流动度的影响，并结合XRD、XPS和 Zeta电位分析其与蒙脱土的作用机理。实验结果表明：与KNJ-1相比，加入0.3‰KNJ-2使水泥净浆初始流动度提高了35mm, 2h后流动度提高了165mm,表现出更好的抗泥效果。XRD和 XPS结果表明KNJ-2在蒙脱土的表面和层间吸附均优于KNJ-1，Zeta电位结果显示KNJ-2的加入使表面电位从初始的-15.67mV上升到-0.15mV。表明羟基可通过氢键作用优先吸附在蒙脱土的表面和层间，占据大量活性位点，减少了对聚羧酸盐减水剂的吸附，保障减水剂的高效分散能力，从而达到对粘土抑制的效果。     

基于高分子量聚醚大单体常温 合成聚羧酸减水剂试验研究

采用分子量为3 000的甲基烯丙基聚氧乙烯醚（HPEG）为合成聚醚大单体,分别研究了酸谜比、合成起始温度及链转移剂用量对聚羧酸减水剂性能的影响。通过净浆流动度、混凝土坍落度以及扩展度为指标进行测试,结果表明,当设计体系酸谜比为4.35,合成温度区间为15~25℃,链转移剂用量为单体总量的1.75%,H2O2用量为单体总质量的0.8%时合成样品性能较好,HPEG3000合成聚羧酸减水剂初始分散性及保持能力较强,对比HPEG2400合成的聚羧酸减水剂有明显性能优势。     

聚醚侧链聚羧酸类减水剂的结构及应用性能

通过大分子反应,合成了一类主链带羧基、磺酸基,支链带聚氧乙烯基醚的聚羧酸系高效减水剂。利用IR和1H NMR表征了其结构,并通过对减水剂溶液表面张力、水泥颗粒表面吸附量以及溶液的电导率的测定,发现研制的减水剂能降低水的表面张力,并被吸附在水泥颗粒表面从而降低了水泥颗粒的表面能,使得水泥净浆有较好的分散作用,实验表明本研究制备的聚羧酸系减水剂对水泥颗粒有较好的分散作用。     

室温固化高性能胶粘剂的研制

为了改善环氧树脂(EP)胶粘剂对某些金属和非金属材料的粘接性能,采用自制的增韧剂改性EP,制备了一种可室温固化的无溶剂双组分EP胶粘剂。考察了增韧剂用量、不同的室温固化剂及表面处理方法对金属和非金属材料的粘接性能、耐热性能和耐介质性能的影响。实验结果表明,该胶粘剂对金属和非金属都具有良好的粘接性能;用于PVC和ABS粘接时,则被粘材料被破坏;用于聚四氟乙烯(PTFE)和聚乙烯(PE)粘接时,其最高剪切强度分别为1.9 MPa和1.8 MPa。     

环氧树脂室温快速固化剂的合成

以羟基化合物(聚己内酯三元醇、正丁醇)和多聚磷酸为原料合成环氧树脂室温固化剂,研究了原料配比、反应温度和反应时间对固化剂性能的影响,并考察了固化剂用量对环氧树脂胶黏剂性能的影响。结果表明:正丁醇与聚己内酯三元醇、羟基化合物与多聚磷酸的摩尔比分别为1.0∶10.0,2.0∶1.0,在75℃条件下反应4 h,合成了能使环氧树脂室温快速固化的固化剂。该固化剂用量为环氧树脂质量的30%时,环氧树脂在室温条件下5 min即可固化,且胶黏剂具有优异的黏接性能。