本体法合成固体醚类抗泥型聚羧酸减水剂及作用机理研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2000)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,采用本体聚合法制备了TPEG-AMPS-HEMA-MMA固体醚类抗泥型聚羧酸减水剂。通过FTIR、XRD、SEM、TG-DTG和TOC测试分析了合成减水剂的作用机理。结果表明:制备的减水剂延缓了水泥7 d内的水化过程,蒙脱土对其以表面吸附为主,层间吸附为辅,饱和吸附量为2.41 mg/g。     

保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究

以丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚(TPEG)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为原料,合成PCE-2400、PCE-3100和交联型EGD-PCE-3100保坍型聚羧酸减水剂。采用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、电荷密度和总有机碳(TOC)分析仪,对减水剂分子结构和吸附量进行表征。用拟一级和拟二级动力学方程研究减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为。结果表明,EGD-PCE-3100、PCE-3100和PCE-2400的吸附过程符合拟一级动力学,EGD-PCE-3100和PCE-3100的饱和吸附量和吸附速率较PCE-2400低。交联型EGD-PCE-3100和PCE-3100具有较好的保坍和施工性能。     

丙烯酰胺改性聚羧酸减水剂的合成和性能研究

以甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙醇聚乙二醇单甲醚和丙烯酰胺为原料,以过硫酸钠为引发剂,在水溶液中进行自由基聚合反应,合成丙烯酰胺改性聚羧酸减水剂.用傅里叶红外光谱仪分析共聚物分子结构,并用分子凝胶渗透色谱来测定共聚物的分子质量.用水泥净浆流动度来考察聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性,并考察其在水泥颗粒上的吸附量.结果表明:合成的共聚物的重均分子质量为43 260;聚羧酸减水剂的折固掺量为0.2％、水灰比为0.29时,水泥的初始净浆流动度达287mm,60 min净浆流动度为299mm;合成的改性聚羧酸减水剂具有较好的分散性和分散保持性.根据Langmuir等温吸附模型,水泥对聚羧酸减水剂的饱和吸附量为5.33 mg/g.     

连续RAFT光聚合法合成聚羧酸减水剂

以甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯和丙烯酸为主要原料,通过光调控水相可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,在连续管式反应器中成功合成了聚羧酸减水剂,并采用核磁共振仪(NMR)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)和动态光散射仪(DLS)等表征了减水剂的结构.结果表明:RAFT聚合聚羧酸减水剂的相对分子质量分布更集中,分散性和分散保持性更好;连续RAFT聚合工艺可以实现可控聚合物的连续化生产,连续管式反应器中有限的氧含量使得RAFT聚合可以在不预先除氧的情况下成功进行,为聚羧酸减水剂的可控合成提供了新的思路.     

聚磷酸减水剂的合成及对硫铝酸盐水泥性能的影响

以烯基磷酸酯为单体合成一种适用于硫铝酸盐水泥的聚磷酸减水剂(PPE),研究了不同结构PPE对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响,当n(HPEG):n(MOEP):n(TGA):n(APS)=1:4:0.2:0.1时,合成PPE对硫铝酸盐水泥的分散性和分散保持性均优于普通聚羧酸减水剂(PCE).通过X射线光电子能谱分析了PPE...     

侧链结构酯醚共聚型聚羧酸减水剂的研究与应用

将烯丙基聚氧乙烯醚(APEG-1200)和3种聚乙二醇(PEG300、PEG600、PEG800)酯化大单体共聚得到侧链结构酯醚共聚型聚羧酸减水剂,探讨了共聚物侧链组成、引发剂用量对该减水剂分散性和分散保持性的影响,考察了不同侧链长度减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,并与目前市场应用量大的侧链结构聚醚型减水剂、聚酯型减水剂进行了混凝土应用性能对比试验。结果表明,长短侧链有机结合的酯醚共聚型聚羧酸减水剂有利于形成更大的空间位阻,有较好的水泥净浆分散性和分散保持性,在水泥颗粒表面吸附量较小,保坍性能较好,增强效果明显。     

磷酸酯型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以马来酸酐、2-羟基膦酰基乙酸、异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸为主要原料,通过两步反应合成3种不同磷酸酯浓度的磷酸酯型聚羧酸减水剂,并通过水泥净浆、水泥胶砂和混凝土性能试验,与市售普通聚羧酸减水剂进行对比。结果表明,磷酸酯型聚羧酸减水剂相比于普通聚羧酸减水剂具有良好的分散性、抗黏土吸附性能,同时在对硫酸根离子的竞争吸附中表现出一定的优势,在黏土环境下具有良好的适应性。     

聚羧酸系混凝土减水剂合成工艺及性能研究

以大分子单体甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MAAMPEA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸钠(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)共聚合成聚羧酸减水剂,对其合成工艺、减水剂的水化热-电性能及水泥混凝土性能进行研究。结果表明,当n(MAAMPEA400)∶n(MAA)=1∶3、AMPS的摩尔分数为10%、引发剂用量为单体质量的5%～7%、反应温度为80℃时,合成的共聚物减水剂有较好的分散性和分散保持性,能有效抑制水泥水化放热作用,延缓浆体结构形成,与国外同类产品性能接近。     

功能型聚羧酸减水剂的制备及其机制砂吸附性能

采用自由基溶液聚合法,以双甲基丙烯酸乙二醇酯（GD）和聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯（PAP）为功能单体,与乙烯氧基聚氧乙烯醚（EPEG）为主要合成原料,制备一种功能型聚羧酸减水剂（SPC-1）,通过GPC、IR分析相对分子质量及其分布、特征官能团,测定不同功能基团结构的聚羧酸减水剂对机制砂吸附行为及机制砂砂浆流动度、混凝土应用性能（减水率、含气量、坍扩度、抗压强度）的影响。结果表明,通过接枝功能基团合成了聚羧酸减水剂共聚物;功能型聚羧酸减水剂具有抗机制砂吸附特性,用于机制砂混凝土配合比可提高分散保持时间和力学性能。     

聚醚类聚羧酸减水剂合成工艺及性能研究

采用烯丙基聚乙二醇(AEO)、马来酸酐、乙烯基磺酸钠为聚合单体,水溶液自由基聚合合成一系列聚醚类聚羧酸减水剂,研究了合成工艺对减水剂性能的影响规律.结果表明,当烯丙基聚乙二醇与马来酸酐质量比为3～5,引发剂用量为单体总质量的6%～7%,反应温度为75～85℃时,合成的聚羧酸减水剂在掺量为水泥质量的1%时,水泥净浆流动度可达270mm.分散性和分散保持性受AEO分子量的影响,当接枝共聚分子量为800～1200的AEO时,水泥净浆流动度相对较大;当接枝共聚分子量为350～500的AEO时,分散保持性较好.浆体凝结时间随AEO分子量的增加而缩短,分子量越小,缓凝效果越好.     

新型缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸(AA)、钙离子螯合单体(GMA-IDA)等为合成主要原料,经自由基聚合制备了新型缓释型聚羧酸减水剂(RPE)。采用红外光谱对合成减水剂的分子结构进行表征,对合成产品进行了水泥净浆经时流动度测试,结果表明,TPEG、HEA、AA和GMA-IDA聚合顺利进行,合成产物为目标产物;当GMA-IDA替代TPEG质量的10%时,RPE的分散性及分散保持性显著提高,表现出缓释性能和较好的保坍性。     

聚羧酸减水剂的合成及其对水泥水化的影响

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺为主要单体,通过自由基聚合的方法合成出一种聚羧酸型减水剂(PCE)。通过红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚羧酸减水剂的分子结构进行表征。选择水泥净浆流动度来评价具有不同支链长度的聚羧酸减水剂的减水效果,重点研究了聚羧酸减水剂对水泥水化初期的水化放热速率和电阻率的影响并对机理进行了探讨。结果表明:支链聚合度为25的聚羧酸减水剂具有良好的净浆分散效果;不同掺量的聚羧酸减水剂对水泥水化的不同阶段影响不同;聚羧酸减水剂改变了水泥水化前期离子传输速率,水泥浆体表现出不同的电阻率发展趋势。     

聚醚型聚羧酸减水剂的侧链结构对其性能的影响

采用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)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了具有不同长度侧链的聚醚型聚羧酸减水剂。利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了不同侧链结构减水剂的分子质量,进而研究了不同分子质量的聚醚型聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为对水泥的分散性能和水泥早期水化的影响。结果表明,水泥颗粒对聚醚型聚羧酸减水剂的吸附具有选择性,在相同条件下,水泥颗粒会优先吸附单一侧链结构聚醚型聚羧酸减水剂中分子质量较高的减水剂分子;分子质量适中的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂比单一侧链和分子质量过大或过小的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂更容易在水泥颗粒表面上发生吸附,对水泥颗粒具有显著的分散性能,同时能够显著地延缓水泥早期水化。     

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%。     

聚醚侧链聚羧酸减水剂的研究与应用

以烯丙基聚氧乙烯醚、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为聚合单体,采用水溶液自由基聚合合成醚类聚羧酸减水剂L-1.研究了影响反应与性能的主要因素,当n(烯丙基聚氧乙烯醚):n(马来酸酐):n(丙烯酸):n(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠)=1:1.5:0.3:0.25,引发剂用量为单体质量的3%,反应温度为80℃,反应时间5 h时,合成的减水剂减水率为28%.用FTIR及GPC分别对合成减水剂L-l的结构和分子质量进行表征.结果表明,L-1对水泥颗粒的分散效果好,含气量低,1 h坍落度损失较小,经济性较好.     

降黏型聚羧酸减水剂中磷酸酯作用研究

从磷酸酯类降黏型聚羧酸减水剂分子结构特征出发,选取醋酸乙烯酯、苯乙烯磺酸钠合成系列不含磷酸酯的聚羧酸母液作为对照组。结合减水剂表面张力、水泥净浆吸附量、净浆黏度及混凝土流变性能等,分析了磷酸酯在降低高强混凝土黏度中所起的作用。磷酸酯独特的分子结构对聚羧酸母液的吸附特性、亲疏水性及水解产物的改变引起的微观作用变化,降低了混凝土的黏度。     

酰胺型聚羧酸减水剂合成工艺及性能研究

酯化反应下,甲基丙烯、聚乙二醇单甲醚等单体可形成酯化大单体,与甲基丙烯酸进一步聚合可得到聚羧酸系减水剂。该过程不仅合成工艺较复杂,而且原材料成本较高,难以体现出很大的优势。本文主要探讨酰胺型聚羧酸减水剂合成工艺,采用聚醚胺、聚丙烯酸为共聚单体,通过聚合直接得到减水剂。采用最佳工艺合成的产品相对于其他一甲基丙烯酸和聚乙二醇单甲醚为单体合成的产品相比,前者性能明显更高,在有着很高坍落度保持性要求的混凝土中十分适用。     

一种抗损失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、丙烯酸为主要聚合单体,采用丙烯酸羟乙酯进行改性,选用合适的分子量调节剂,研究了原材料、工艺条件对减水剂分散性和分散保持性的影响规律,合成出抗混凝土损失型的聚羧酸减水剂。在混凝土中的应用证明:该减水剂具有良好的分散保持性,能大大提高聚羧酸减水剂的对混凝土的保坍性能。     

早强型聚羧酸减水剂的研制及其在预制构件中的应用

通过分子结构设计和自由基共聚,以丙烯酸、TPEG-4000和自制早强功能单体为原料,制备了具有短主链、长侧链结构的早强型聚羧酸减水剂。采用红外光谱(FTIR)、凝胶色谱(GPC)、总有机碳(TOC)分析仪和扫描电镜(SEM),对减水剂的分子结构、吸附量、水化产物进行表征。用拟一级和拟二级动力学方程研究减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为。试验结果表明:制备的早强型聚羧酸减水剂较普通型聚羧酸减水剂的吸附量大、吸附速率快、在水泥孔隙液中残留少;掺该早强型聚羧酸减水剂较掺普通型聚羧酸减水剂混凝土7 h拆模强度提高37%以上。用于预制构件生产,其早期强度发展快,能较好地满足施工要求。     

保坍型固体聚羧酸减水剂的制备工艺及性能研究

选择OXHP-703聚醚为大单体,丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯为小单体,巯基丙酸为链转移剂,在过硫酸钾、抗坏血酸、偶氮二异丁腈双引发体系下采用本体聚合法合成了一种高保坍型固体减水剂GTBT-01。探讨了各因素对减水剂分散性及保坍性的影响,确定了最佳合成工艺条件。试验结果表明,减水剂GTBT-01具有适宜的减水率及坍落度保持性,且对不同的水泥适应性良好。