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。     

聚羧酸减水剂活性大单体聚合机理及合成研究进展

大型混凝土工程中,原料砂石中的少量泥土对聚羧酸减水剂（Polycarboxylate Superplasticizer,PCE）存在严重的吸附,导致减水剂的性能下降。因此,以提升聚羧酸减水剂的性能和抗泥性为目的的改性研究是当下减水剂领域研究的热点。而聚羧酸减水剂活性大单体的合成是聚羧酸减水剂改性过程中重要的一环。本文介绍了高分子聚合中常见的机理及不同机理所使用的催化剂及其研究进展,并总结了不同聚合机理在聚羧酸减水剂活性大单体的合成中的优缺点,并对适用于不同机理的催化剂的发展方向和研究前景进行展望。     

木质素磺酸钠聚羧酸减水剂的制备研究

以木质素磺酸钠作为聚羧酸减水剂的合成原料,在水溶液中与聚羧酸减水剂单体进行接枝共聚反应,制得木质素磺酸钠聚羧酸减水剂,并对其制备工艺进行优化,得到最优实验方案为:木质素磺酸钠质量分数为16%,PEG-1000和MA的物质的量比为0.9∶1.0,丙烯酸与马来酸酐物质的量比为2.8∶1.0,聚合时间为3h,酯化时间为4h,最优条件下制得的产品的水泥净浆流动度(掺量为0.2%,水灰质量比为0.29)为241mm。红外测试表明木质素磺酸钠分子结构上成功接上了聚氧乙烯基、酯基、羧酸基及酰胺基等官能团。     

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.     

新型聚羧酸系混凝土高效减水剂的研制

简述了目前国内使用的减水剂存在的不足之处,并在实验室由马来酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酸聚乙二醇酯等单体物质,在水溶液中经加热,并通过过硫酸胺引发共聚反应,制得聚羧酸系高效减水剂,并对其进行了性能测试,结果说明,该减水剂具有优良的分散能力和增强效果,保持流动性的时间较长;其分散性能和增强作用效果优于萘系高效减水剂。     

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.     

新型聚羧酸系混凝土高效减水剂的研制

简述了目前国内使用的减水剂存在的不足之处,并在实验室由马来酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酸聚乙二醇酯等单体物质,在水溶液中经加热,并通过过硫酸胺引发共聚反应,制得聚羧酸系高效减水剂,并对其进行了性能测试,结果说明,该减水剂具有优良的分散能力和增强效果,保持流动性的时间较长;其分散性能和增强作用效果优于萘系高效减水剂.     

聚羧酸系高效减水剂PC的合成及性能研究

以甲基丙烯酸、聚乙二醇1000、对甲苯磺酸、对苯二酚、过硫酸铵和甲基丙烯磺酸钠为原料,采用两步法合成出新型聚羧酸系高效减水剂(简称PC)。将合成的PC与目前广泛使用的萘系高效减水剂(简称FDN)相比,具有更加优异的性能,具体表现为:在掺量很少情况下,水泥净浆就具有较高的流动度;当掺量相同时,其对水泥净浆流动度远超FDN。此外,它与水泥的相容性好,具有缓凝及明显抑制水泥净浆流动度经时损失性能,对混凝土也能表现出显著的减水增强性,是一种性能优良,适合于配制高强、超高强混凝土的高效减水剂。     

利用PA制备聚羧酸盐高效减水剂工艺

研究了利用活性大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PA）、甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯磺酸钠（MAS）制备聚羧酸盐高效减水剂的合成工艺．通过对反应物料的配比、反应温度、反应时间及搅拌速度等实验条件的研究,确定了最佳合成工艺条件为n（MAA）：n（MAS）：n（PA）：2．50：0．75：（0．75～1．00）,过硫酸铵质量分数为1％、反应温度为90℃、反应时间为4—5h、搅拌速度为280—350r／min．对合成的产品和市售产品进行性能比较测试,表明合成产品的性能优于市售产品．     

早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以丙烯酸(AA)、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等为单体,分别采用丙烯酰胺(AM)、羟甲基丙烯酰胺(HAM)取代部分丙烯酸,通过水溶液聚合法制备出具有早强功能的聚羧酸系减水剂,并探讨了合成条件对水泥净浆流动度的影响.研究结果表明:在单体摩尔比n(AA)∶n(HPEG)∶n(SMAS)=4∶1∶0.36、反应温度为80℃、过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的3%时,制备出的聚羧酸减水剂的分散性能较优.当AM取代为18%时,对提高混凝土的早期强度效果较佳,AM比HAM具有更好的早强效果.     

聚羧酸系减水剂的应用技术

随着混凝土减水剂品种的不断开发增加,高效减水剂成了混凝土中不可或缺的材料之一,而聚羧酸系减水剂已成为最受关注的高效减水剂.分析了聚羧酸系减水剂的现状、结构、机理、应用及存在的问题.     

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.     

磷酸盐型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用丙烯酸与聚乙二醇磷酸酯进行酯化后得到含有磷酸基团的酯化产物,再与乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚在氧化还原体系下共聚制备磷酸盐型聚羧酸减水剂(PCE-P).采用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)对减水剂进行结构表征,并进行表面张力测试、总有机碳(TOC)测试以及混凝土实验,结果表明：合成的磷酸盐型聚羧酸减水剂对黏土具有较好的耐受性,能降低混凝土的黏度.     

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 ℃。     

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.     

聚羧酸系减水剂大分子单体的合成

以丙烯酸和甲氧基聚乙二醇为主要原料,采用直接酯化法合成了聚羧酸系减水剂大分子单体(甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯)。探讨了丙烯酸与甲氧基聚乙二醇摩尔比、催化剂和阻聚剂的用量、反应温度及反应时间对酯化反应的影响。得出最佳合成条件:丙烯酸与甲氧基聚乙二醇摩尔比为1.5,对甲苯磺酸的用量为甲氧基聚乙二醇质量分数为3%,对苯二酚的用量为丙烯酸质量分数的1.5%,甲苯用量为反应物总量的30%,反应温度为130℃,反应时间为6 h,酯化率可达96.8%。     

聚羧酸高效减水剂结构与性能关系的研究

将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯通过自由基聚合，合成了聚羧酸高效减水剂，研究了减水剂结构与性能之间的关系，提出了聚羧酸高效减水剂的作用机理。     

蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应机理

通过测定蒙脱石对两种不同聚羧酸减水剂的吸附量,并结合XRD、IR、TG和XPS等测试手段,对蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应机理进行了探讨。结果表明:蒙脱石对聚羧酸减水剂的吸附量约是水泥颗粒的2~3倍,聚羧酸减水剂可以与蒙脱石发生插层反应,使层间距离增大,经过JS-1、BT聚羧酸减水剂处理后的MMT的层间距分别为1.70nm、1.63nm,相比空白样,增幅分别为12.58%、7.95%;聚羧酸减水剂存在于蒙脱石的层间,不破坏蒙脱石的硅氧、铝氧层结构;蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应即对聚羧酸减水剂的吸附是造成流动性损失的根本原因。     

粘土对聚羧酸减水剂性能的影响及机理研究

粘土作为杂质存在于混凝土的组分如砂石中,粘土对聚羧酸减水剂有较强的吸附性,从而影响混凝土的工作性。研究了不同粘土对掺聚羧酸减水剂的水泥浆体及砂浆流动性的影响规律,探讨了聚羧酸减水剂与粘土的相互作用机理。研究结果表明,不同粘土对水泥浆体的流动性有不同程度的影响,蒙脱土和膨润土相对于高岭土及筛分土对砂浆的流动性影响更为显著;同时,相对于不掺聚羧酸的砂浆,粘土对掺聚羧酸减水剂砂浆的流动性影响更为显著。粘土自身的吸附性与疏水基的定向吸附共同作用及粘土中的金属离子与聚羧酸的螯合作用可能是粘土吸附聚羧酸减水剂的机理。     

无机盐对硫酸盐与聚羧酸减水剂相互作用的影响

目的 探讨硫酸盐对聚羧酸减水剂分散效果的影响机理,改善硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附性能的影响.方法 在粉煤灰中掺入硫酸钠以改变其体系中硫酸盐的含量,然后在硫酸盐-聚羧酸体系中加入无机盐,采用总有机碳质量浓度(TOC)、ζ电位以及红外光谱等试验.结果 当粉煤灰中硫酸钠质量分数为3％时,加入3％的硝酸钡以后,吸附完成时外加剂溶液中有机碳的质量浓度从898 mg/L增加到914 mg/L,ζ电位的绝对值由11.11 mV提高到14.6 mV;加入3％的氯化钙,吸附完成时外加剂溶液中有机碳的质量浓度从898 mg/L增加到1 141 mg/L,ζ电位的绝对值由11.11 mV提高到15.91 mV;同时当粉煤灰中硫酸钠质量分数为3％时,红外谱中透射率明显下降,但向体系中加入无机盐(3％硝酸钡或3％氯化钙)以后,红外谱中百分比透射率有很大提高.结论 硫酸钠与聚羧酸减水剂本身存在相互作用,粉煤灰中硫酸钠的含量越多对聚羧酸减水剂的吸附量增大,在硫酸盐-聚羧酸体系中加入无机盐,可以减弱硫酸盐对聚羧酸减水剂分散效果的影响.