本体聚合制备固体缓释型聚羧酸减水剂的工艺研究

采用本体聚合工艺,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,研究了本体聚合工艺中反应温度、引发剂投料方式、引发剂用量、单体摩尔比和单体滴加时间对制备固体缓释聚羧酸减水剂分子结构及性能的影响。结果表明:随着反应温度的升高,制备的固体缓释型聚羧酸减水剂转化率略有提高,初始分散性逐渐降低,在80℃时缓释效果最佳;AINB用量为0.4%,采用滴加工艺,单体摩尔比为:n(AA)∶n(HEA)∶n(TPEG)=2.0∶2.5∶1.0,AA和HEA分别滴加3 h,所制备的减水剂分散性能最好。     

一种固态缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能评价

以丙烯酸、501醚类单体和缓释单体A为主要原料,在本体聚合条件下,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂合成一种固态缓释型聚羧酸减水剂。研究了温度、酸醚比、引发剂和链转移剂用量对减水剂性能的影响并分析了原因。结果表明,当反应温度为70℃,引发剂用量为大单体质量的0.5%,链转移剂用量为大单体质量的0.4%,n(TPEG)∶n(AA)∶n(缓释单体A)=1.0∶3.5∶2.5时,所制备的固态缓释型聚羧酸减水剂性能最佳,其性能与市售缓释型减水剂B相当。GPC分析结果表明,合成产物中大单体转化率高,产物均一。     

一种醚类聚羧酸减水剂的合成优化试验研究

对醚类聚羧酸减水剂的基本合成工艺参数用单因素分析法进行优化,确定最佳合成工艺参数。试验分析得到的最佳合成工艺参数为:n(AA)∶n(TPEG-2400)=3.5∶1,MAS用量为AA与TPEG-2400总物质量之和的5%,APS用量为AA与TPEG-2400总物质量之和的2%,反应温度为65℃,反应浓度为45%。相对于市售的醚类聚羧酸减水剂,掺加自制醚类聚羧酸减水剂的水泥净浆初始流动度提高了1.6%,1 h经时净浆流动度提高了1.7%~3.4%,混凝土1 h坍落度损失率降低了4.8%~7.1%,混凝土7、28 d抗压强度提高了3%~8%。     

固体聚羧酸减水剂的合成研究

将聚醚胺与巴豆酸酰化后得到微交联单体,再与甲基丙烯酸、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)本体共聚得到一种固体聚羧酸减水剂。研究了大单体分子质量、酸醚比、微交联单体用量、引发剂BPO用量、反应温度、转速等因素对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响。试验结果表明,当大单体采用HPEG2400,酸醚比为4.4,微交联单体和引发剂用量分别为大单体质量的10%、1.3%,转速为800 r/min,反应温度为60℃时,合成的固体聚羧酸减水剂综合性能最佳。     

磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂的合成与抗高岭土性能研究

以乙醇胺与磷酸进行酯化反应制得乙醇胺磷酸酯,再与马来酸酐进行开环反应制得磷酸酯改性单体MA-POE,并进一步与丙烯酸(AA)及异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)进行水溶液自由基共聚合成磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂。考察了AA、磷酸酯单体及TPEG三者比例、引发剂用量、催化剂用量等对减水剂分散性的影响,并与市售普通聚羧酸减水剂的抗高岭土性能进行了对比。结果表明,当n(AA)∶n(磷酸单体)∶n(TPEG)=4∶1∶1,双氧水用量为单体总物质的量的4%,n(抗坏血酸)∶n(双氧水)=0.50时,合成的减水剂分散及分散保持性能较优,对高岭土的敏感性优于市售减水剂,这主要源于其对高岭土的吸附作用更小。     

新型聚醚EPEG常温制备保坍型聚羧酸高性能减水剂及其性能研究

采用新型聚醚(EPEG)、丙烯酸、保坍功能小单体、L-抗坏血酸、双氧水、巯基乙酸为主要原料,于常温合成保坍型聚羧酸高性能减水剂(EBT-01)。通过与采用不同醚合成的保坍型聚羧酸减水剂对比结果表明,该新型聚醚(EPEG)具有活性高、合成的产品性能好且稳定等优点。水泥净浆流动度及混凝土试验结果表明,其最佳合成工艺为:常温条件下,酸醚比2.5,酯醚比3.0,引发剂、链转移剂用量分别为单体总质量0.28%、0.45%,滴加时间1 h,滴加结束后于15～35℃保温反应0.5 h。将EBT-01与通用减水型聚羧酸高性能减水剂按m(EBT-01)∶m(PC-01)=4∶6进行复配时,混凝土2 h坍落度基本无损失。     

梯度缓释型聚羧酸减水剂的合成与性能研究

在双氧水-抗坏血酸引发体系下,采用丙烯酸羟丙酯（HPA）替代部分丙烯酸羟乙酯（HEA）,合成具有梯度缓释性能的聚羧酸减水剂。核磁共振氢谱、红外光谱和凝胶渗透色谱结果表明HPA被成功聚合到聚羧酸减水剂分子中。水泥净浆对比试验和混凝土对比试验表明,当HPA替代HEA的量为40%或50%时,所得到的聚羧酸减水剂具有最优的缓释性能,能够实现混凝土拌合物长时间的保坍,且不影响其抗压强度。     

木质素改性聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)及木质素等为主要原材料,通过自由基共聚反应,制备得到了新型的木质素改性聚羧酸减水剂并对其进行性能分析。试验结果表明,当酸醚比为3.5∶1,引发剂用量为0.6%,链转移剂用量为0.2%,木质素用量为5%,反应温度为60℃时,制得的木质素改性聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度最大。同时,混凝土试配结果表明,木质素改性聚羧酸减水剂具有良好的保坍和保水性能。     

高固含量聚羧酸减水剂的常温合成及性能研究

以在常温下合成具有理想分子结构和良好分散性能的高固含量聚羧酸高性能减水剂为目的,依据自由基聚合原理和分子设计理论,采用丙烯酸和改性聚醚大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG2400)为主要原料,在水溶液中通过简单二元共聚,常温合成了一种固含量60%的甲基烯丙基聚氧乙烯醚型减水剂。结果表明,最佳合成工艺为:10~30℃下反应4.5 h,n(TPEG)∶n(AA)=4.0∶1.0,双氧水(30%)、酒石酸用量均为单体总质量的1.0%。制备的减水剂具有固含量高、掺量低、分散性好、混凝土减水率高、保坍性好等特点。此合成方法可减少蒸汽用量,节约能源,降低生产成本。     

新型缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

通过以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG),丙烯酸(AA)为主要原料合成缓释型聚羧酸减水剂,研究了反应温度、反应时间、酸醚比,以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和不同引发剂的用量等因素对缓释型聚羧酸减水剂性能的影响.结果表明,缓释型聚羧酸减水剂最佳合成工艺为:n (AA)∶n (AMPS)∶n (AM)∶n (TPEG) =3.25:0.27:0.40:1.00,引发剂用量为TPEG总质量的0.25％,反应温度为70℃,滴加反应时间为4h.所合成的缓释型聚羧酸减水剂,在水灰比为0.29,掺量为0.4％的条件下,水泥初始净浆流动度达280 mm,净浆流动度损失较小,混凝土坍落度损失小,1h几乎无损失,2h损失30 mm,与其它缓释型聚羧酸减水剂相比具有更好的缓释效果.     

清水混凝土用聚羧酸减水剂的制备及应用

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)、丙烯酸、功能单体等为主要原材料,通过水溶液自由基聚合反应,制备得到了清水混凝土用聚羧酸减水剂。试验结果表明,采用功能单体丙烯酸丁酯合成的聚羧酸减水剂具有较高的减水率和保坍性能,能有效改善混凝土的表观效果,适用于对表观要求较高的清水混凝土。     

超高浓度聚羧酸系减水剂的制备研究

通过实验对反应温度、反应时间、链转移剂、引发体系等因素对超高浓度聚羧酸系减水剂分散性能的影响进行了研究。结果表明,使用维生素C-双氧水氧化还原引发体系[n(H2O2)∶n(Vc)=4∶1],H2O2用量为大单体的1.5%,磷酸三钠用量为大单体的1.2%,SMAS用量为大单体的6%,在室温(20～40℃)条件下反应3 h,合成的超高浓度(质量浓度80%)聚羧酸系减水剂的分散性能优良。当减水剂折固掺量为0.20%、水灰比为0.29时,水泥净浆流动度可达285 mm,60 min净浆流动度为288 mm,120 min净浆流动度为282 mm,流动度经时损失小;同时其混凝土应用性能良好,减水率达30%。     

保坍型聚羧酸减水剂的制备与性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)大单体,丙烯酸、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯基磺酸钠等共聚小单体,在引发剂、链转移剂等作用下在水溶液中通过自由基聚合,合成一种保坍型聚羧酸减水剂TF-8102B,并对其应用性能进行对比。试验结果表明,TF-8102B的减水率虽然相对较低,但能提高混凝土后期流动度,有效地控制混凝土坍落度损失,具有广阔的市场前景。     

梳形支化结构聚羧酸高性能减水剂的合成

以支化活性大单体与丙烯酸进行水溶液自由基共聚,合成了梳形支化结构聚V酸高性能减水剂.考察了引发体系、单体投料比及滴加时间、链转移剂种类及用量、聚合浓度等合成条件对减水剂分散性能的影响.确定了最佳合成条件为:采用L-抗坏血酸与双氧水的氧化还原引发体系,L-抗坏血酸的用量为1%;内烯酸(AA)与大单体的投料摩尔比为4:1,AA的滴加时间为3 h;链转移剂用量为单体总摩尔数的2.0%;聚合浓度为50%.通过凝胶渗透色谱测得合成减水剂的重均分子质量为47 500,DAM大单体的转化率为89.6%.与常规结构聚羧酸减水剂相比,所制备的梳形支化结构聚羧酸减水剂具有较高的减水率和较好的坍落度保持能力.     

改性聚醚型聚羧酸减水剂合成及流动性能的研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)、过硫酸铵(APS)为原料,合成了改性聚醚型聚羧酸减水剂,然后测定其流动性能。结果表明,聚醚型聚羧酸减水剂的最佳合成参数为反应单体摩尔比TPEG∶MA∶AMPS=1∶2∶3,引发剂用量为单体质量的4%,固含量为30%,反应时间为5 h,反应温度为80℃;当折固掺量为0.1%减水剂,水灰比为0.35时,水泥的净浆流动度可以达312 mm。由于将MA、AMPS和TPEG聚合,TPEG中存在醚键提供了较厚的亲水性立体保护膜,使得水泥粒子有稳定的分散性,故合成的聚醚型聚羧酸减水剂具有优良的性能。     

烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐类减水剂的合成与性能研究

采用水溶液自由基共聚方法合成了一系列烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐类减水剂,考察了聚合工艺条件对聚羧酸减水剂分散性能的影响,采用GPC法测试了产物的分子量及大单体转化率.合适的反应条件为:n(APEG2400):n(MAn):n(AM)=1.0:4.0:1.5,引发剂用量3.5%(单体总摩尔百分数),聚合浓度60%,聚合温度65℃,丙烯酰胺溶液滴加时间8h.性能测试结果表明,合成减水剂具有良好的混凝土应用性能,减水剂掺量为0.18%时,混凝土初始坍落度为22.7 cm,1 h后仍能保持在22.1cm;掺量为0.3%时,减水率达33.5%,28 d抗压强度提高28.8%.本研究中马来酸酐占单体总质量的13.5%,由于其价格比(甲基)丙烯酸便宜,为聚羧酸系减水剂产品低成本化和清洁化生产提供依据.     

降粘型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、自制磷烯烃单体M-P、甲基丙烯磺酸钠为主要聚合单体,巯基丙酸为链转移剂,通过双氧水-抗坏血酸引发,采用一步合成方法,制备一种适合高强混凝土用的降粘型聚羧酸减水剂。研究了酸醚比,甲基丙烯磺酸钠、磷烯烃单体M-P、引发剂用量,反应温度等因素对降粘型聚羧酸减水剂性能的影响,确定了降粘型聚羧酸减水剂的最优的合成工艺:反应温度为85℃,酸醚比为7,甲基丙烯酸用量为0.4,磷烯烃单体M-P用量为0.3,引发剂用量为5%。相同掺量下自制降粘型聚羧酸减水剂的性能基本与国外降粘型聚羧酸减水剂持平,明显优于国粘型聚羧酸减水剂。     

缓释型聚羧酸减水剂的常温合成及其性能评价

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸、缓释功能单体三元共聚体系,在氧化还原引发体系下常温合成了一种缓释型聚羧酸减水剂(PCE),探讨了缓释功能单体种类、反应温度、酸醚比、缓释功能单体BM3等对其性能的影响。结果表明,该缓释型PCE的最佳合成工艺为:缓释功能单体选用羧酸某羟丙基酯(BM3),起始反应温度10～35℃,酸醚比1.8,n(BM3)∶n(TPEG)=5;掺该PCE的混凝土坍落度3 h无损失,保坍性能优于市售同类产品SK-10B。     

蔗糖酯改性聚羧酸减水剂的合成

以自制丙烯酸蔗糖酯(ASE)、自制丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MPA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液共聚法合成聚羧酸系减水剂。研究了反应过程中单体物质的量比、引发剂用量、蔗糖酯含量对聚羧酸系减水剂性能的影响,在n(AA)∶n(MPA)∶n(MAS)∶n(ASE)=3.5∶1.0∶1.0∶0.3,引发剂用量为2.5%,ASE含量为7.8%(质量比)时合成的改性聚羧酸减水剂性能最好,其折固掺量为0.2%,水灰比为0.29时,水泥净浆流动度达303 mm。     

小坍落度混凝土用聚羧酸减水剂的合成研究

以甲基丙烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(n=80)、丙烯酸、马来酸酐以及丙烯酸甲酯为原料,根据自由基聚合原理,合成出聚羧酸减水剂。并进行净浆流动度、保持性以及混凝土性能测试,以考察酸醚比、丙烯酸甲酯的用量、链转移剂的用量、反应温度以及还原剂种类对性能的影响。结果表明:在酸醚比为3.0∶1,丙烯酸甲酯用量为小分子共聚单体物质量的20%,链转移剂用量为共聚单体质量的0.47%,反应温度为40℃,采用进口还原剂的情况下,可制备出初始坍落度为160~180mm,1h坍落度大于150mm的小坍落度混凝土用高性能聚羧酸减水剂。