酯类聚羧酸减水剂的微波制备与性能表征

利用微波技术清洁、高效、靶向等特点,分别采用微波合成法和常规油浴法,以聚乙二醇单甲醚(MPEG),甲基丙烯酸(MAA)等原材料制备甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMAA),并进一步聚合成酯类聚羧酸减水剂进行性能对比.分别研究了酸醇比、催化剂用量、阻聚剂用量、反应时间、酯化温度以及微波功率对酯化大单体酯化率的影响规律,并基于微波合成法得出最优配比与工艺方案:n(MAA)∶n(MPEG)=5.0∶1.0,催化剂用量为MPEG质量的4.5%,阻聚剂用量为MAA质量的0.28%,酯化温度为120℃,酯化时间为100min,微波功率为1 000W.微波合成法的酯化率为93.47%,是常规油浴法的1.14倍,反应速率为常规油浴法的4.8倍.通过水泥净浆流动度试验、流变学研究以及红外光谱分析得出,微波合成法更有利于酯化大单体酯键的形成,且合成的酯类聚羧酸减水剂分散性及分散保持性更优.     

用于制备聚羧酸超塑化剂的聚醚单体酯化工艺研究

本文对制备聚羧酸系减水剂的重要中间体——甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的合成工艺进行了研究,考察了反应时间、催化剂对甲苯磺酸的用量、阻聚剂对苯二酚的用量、反应温度及甲基丙烯酸(MAA)与聚乙二醇单甲醚(MPEG)的用量比对酯化率的影响。结果表明:最佳反应条件为反应时间为8h,催化剂与MPEG的摩尔比为0.1,阻聚剂与MPEG的摩尔比为0.04,反应温度为130℃,酸醇比为1.3,在此条件下,酯化率达到了98%以上。     

聚羧酸减水剂大单体聚乙二醇单甲醚酯化率的测定及影响因素

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)与甲基丙烯酸(MAA)为原料,以对甲苯磺酸为催化剂,在负压条件下通过酯化反应制备聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA),产物作为合成聚羧酸减水剂的中间体.对酯化率测定方法进行了探讨,利用正交设计找出了影响产物酯化率的显著因素,探讨了MAA与MPEG的摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对产物酯化率的影响.结果表明,最佳酯化工艺条件为:n(MPEG)∶n(MAA)=1.0∶2.2、催化剂用量4.17%、反应温度123℃、反应时间5.5 h,所得产物酯化率达到95.12%,且产物酯化率越高所合成的减水剂分散性越好.     

马来酸双聚乙二醇单甲醚酯大单体的合成及其在聚羧酸减水剂制备中的应用

在无溶剂存在下,以对甲苯磺酸为催化剂,4A分子筛作脱水剂,以马来酸酐(MAH)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料合成了马来酸双聚乙二醇单甲醚酯(DMPEGMA)。考察了单体摩尔比、催化剂用量、反应温度及反应时间等条件对酯化率的影响。试验结果表明,当n(MPEG)∶n(MAH)=2.1∶1.0,催化剂用量为聚乙二醇单甲醚和马来酸酐总质量的5%,反应温度为130℃,反应时间为8h时,酯化率可达到97.2%。以这种大单体合成的聚羧酸系减水剂具有良好的分散性和保塑性,当其掺量为0.3%,水灰比为0.29时,水泥净浆初始流动度达300 mm。     

酯类聚羧酸系减水剂的合成与性能研究

采用酯化工艺合成了一种含聚醚长链的聚乙二醇单甲醚单甲基丙烯酸酯(MPEGMAA),以此大单体和丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙基磺酸钠(SAS)、马来酸酐(MAn)等进行自由基聚合,合成了酯类聚羧酸系减水剂.并确定了合成该类减水剂的最佳配比为:n(AA):n(MAA):n(MPEG600MAA):n(MAn):n(SAS)=10.5:3.5:7.0:2.0:7.0,引发剂过硫酸铵用量为1.0％.当减水剂掺量为0.25％时,水泥净浆初始流动度为345mm,120min内水泥净浆流动度基本无损失.     

MPEGMA-MA-SMAS三元共聚物高效减水剂的制备

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)和马来酸酐(MA)为原料,经酯化制得马来酸单聚乙二醇单甲醚酯(MPEGMA)和马来酸酐的混合物.以马来酸单聚乙二醇单甲醚酯(MPEGMA)、马来酸酐(MA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料通过共聚反应制得MPEGMA-MA-SMAS三元共聚物高效减水剂.讨论了酯化反应和共聚反应中影响合成减水剂分散性的因素.试验结果表明:当n(MPEG):n(MA):n(SMAS)=1:4:0.9,催化剂用量为聚乙二醇单甲醚和马来酸酐总质量的5%.酯化反应温度为105～115℃,酯化反应时间为2 h,聚合反应温度为85℃,聚合反应时间为5 h,引发剂用量为单体总质量的10%时,合成减水剂的综合性能良好.当其掺量为0.33%时,具有较好的分散性,水泥净浆初始流动度达284mm.     

聚羧酸系减水剂的合成研究

采用水溶液聚合法,将自制的酯化大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)与甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酰基磺酸钠(SMAS)共聚合成聚羧酸系减水剂,探讨了反应浓度、加料方式、MAA与MPEGMA的摩尔比、SMAS与MPEGMA的摩尔比、引发剂用量(相对于所有单体质量和的百分比)、聚合温度和反应时间对所合成聚羧酸系减水荆性能的影响.结果表明:采用最佳工艺参数制备的聚羧酸系减水剂在掺量仅为0.15%(质量分数)时就具有良好的分散性和保塑性.     

缓凝型聚羧酸的研究——丙烯酰胺在缓凝型聚羧酸的作用

甲基丙烯酸(MAA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)1200的酯化,再与磺酸类单体和丙烯酰胺发生聚合反应,从而生成了具有缓凝作用的聚羧酸。探讨了在原有聚羧酸减水剂合成中加入不同量的丙烯酰胺后的净浆流动度、凝结时间、坍落度、抗压强度等指标的影响。     

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。     

聚羧酸系高效减水剂的合成研究

以MMA和MPEG1200为原料采用酯交换法合成大单体(MPEG1200MA),通过FTIR光谱表征其结构,并详细研究了催化剂、阻聚剂、反应温度、反应时间等对酯化率的影响.结果表明,MPEG1200与催化剂摩尔比为4、阻聚剂用量为0.27%、87℃反应6h,酯化率可达98.8%,大单体与AA、MAA和AMPS在水溶液中共聚良好.在减水剂折固掺量为0.3%、水灰比为0.29时,水泥净浆流动度可达275 mm,120 min内坍落度基本不变.     

聚羧酸助磨剂合成及其性能

利用水泥粉磨过程中的机械力促使水解聚马来酸酐(HPMA)与聚乙二醇单甲醚(MPEG)进行酯化反应形成聚羧酸助磨剂。试验研究了HPMA、MPEG、HPMA与MPEG的混合物、HPMA与MPEG的反应合成物对水泥助磨效果以及对砂浆性能的影响。结果表明,HPMA与MPEG都有一定的助磨性,HPMA与MPEG的混合物和反应合成物具有更佳的助磨性能,且可以改善水泥砂浆的流动性能和显著提高水泥砂浆的早期强度。激光拉曼光谱测试表明HPMA与MPEG的混合物和反应合成物与水泥共同粉磨后吸附在水泥颗粒表面,具有相似的拉曼位移图谱。     

氧化还原引发体系合成聚羧酸系高效减水剂

采用自制的聚乙二醇单甲醚1500甲基丙烯酸酯（MPEG1500-MAA）和甲基丙烯酸（MAA）试剂,在不同引发体系下合成聚羧酸系高效减水剂。分别探讨了甲基丙烯磺酸钠（SMAS）、甲基丙烯酸（MAA）以及引发剂过硫酸铵（PASM）的掺量与减水剂分散性和分散保持性的关系,研究了过硫酸铵—亚硫酸氢钠、过硫酸铵—亚硫酸氢钠—亚铁盐和过氧化氢—亚硫酸氢钠—亚铁盐三种氧化还原引发体系中各组分掺量、反应温度对减水剂分散性及分散保持性的影响,确定了在氧化还原引发体系条件下,减水剂反应温度可降低到60℃左右,所合成的减水剂为水泥折固掺量0.3%,水灰比为0.29时,其净浆流动度达250～260mm,30min流动度保持率大于95%。     

MPEG侧链长度对聚羧酸超塑化剂吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,本文制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物。研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和净浆流动度测试对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征。结果表明:随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低;在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接人不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律;并且当侧链聚合度n_(EO)=22和n_(EO)=43按摩尔比1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能。     

高性能聚羧酸减水剂酯化大单体合成工艺研究

应用甲基丙烯酸(MAA)、对苯二酚、对苯二酚单甲醚、促进剂和MPEG合成酯化大单体,通过酯化反应工艺条件的确定,得到一种高性能的聚羧酸高效减水剂,指出该工艺研究目前已能用于实际生产,具有良好的经济价值。     

Biotic and abiotic degradation behaviour of ethylene glycol monomethyl ether (EGME)

Glycol ethers are widely used in many processes in the chemical industry. Their high water solubility means they are used as solvents for different purposes (e.g. lacquers and varnishes). Since glycol ethers are known to produce toxic metabolites such as the teratogenic methoxyacetic acid during biodegradation, the biological treatment of glycol ethers can be hazardous. However, using oxidizing agents like hydrogen peroxide could be a feasible option for treating wastewater containing glycol ether. In this study, both-, biodegradation and abiotic oxidation experiments with ethylene glycol monomethyl ether (EGME) as contaminant were performed. The biodegradation experiments were conducted with a synthetic model wastewater containing 15 wt% NaCl and 5000 mgl(-1) of EGME. While experiments with the fungus Aspergillus versicolor resulted in the exhaustive biotic degradation of EGME, the toxic metabolite methoxyacetic acid (MAA) was produced as a 'dead end' product. Sodium hydroxide was added to adjust the decreasing pH caused by the production of MAA. In abiotic degradation experiments with EGME, other degradation products--organic acids and toxic aldehydes, e.g. methoxy acetaldehyde (MALD)--were detected. It must be taken into account that EGME and its biotic and abiotic degradation products are usually not analysed in routine wastewater measurements owing to their physical properties.     

新型混凝土聚羧酸类高性能减水剂的合成与表征研究

讨论了新型混凝土聚羧酸类高性能减水剂的中间大分子单体--聚乙二醇甲基丙烯酸酯的合成.通过对不同分子量的聚乙二醇与甲基丙烯酸在不同摩尔比、不同反应温度、不同阻聚剂掺量、不同催化剂掺量、不同反应时间等试验条件下的研究,确定了聚乙二醇分子量为1 000、酸醇摩尔比为1.2:1、反应温度为100 ℃、阻聚剂掺量为0.8%、催化剂掺量为3%、反应时间为6 h的甲基丙烯酸全连续滴加的最佳酯化工艺,酯化率为95%以上.此外,通过傅里叶变换红外光谱对大分子单体进行了表征,结果表明已得到预期结构的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯大分子单体.     

后酯化法制备聚羧酸盐系高效减水剂的研究

通过丙烯酸与烯丙基磺酸钠的自由基共聚制备了含有羧基和磺酸基团的共聚物,然后将其与聚乙二醇单烷基醚进行酯化反应,合成了可用作高效减水剂的聚羧酸盐接枝共聚物。通过CPC、红外光谱和化学滴定等方法对接枝共聚物的结构进行了表征。在此基础上讨论了接枝共聚物主链分子量、支链长度以及羧基、磺酸基和聚氧乙烯支链三者的摩尔比等因素对减水剂性能的影响。并研究了减水剂掺量对水泥净浆和砂浆性能的影响。     

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.