聚羧酸盐高效减水剂的研制(Ⅱ)——共聚物的合成与表征

以丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸聚氧乙烯酯为单体、过硫酸铵为引发剂,经水溶液聚合制备了可用作聚羧酸盐高效减水剂的聚醚接枝丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠共聚物.讨论了聚合体系中各单体用量和侧链聚合度对减水剂性能的影响,结果表明:引发剂用量为2%(质量分数)、聚合温度为70℃、聚合时间为5 h是较合适的聚合条件.另外还通过红外光谱表征了聚醚接枝丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠共聚物的结构.     

利用凝胶渗透色谱法探索聚醚减水剂的合成条件

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、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(APS)为引发剂,在水溶液中共聚合成了一系列聚醚接枝的聚羧酸系减水剂。采用凝胶渗透色谱(GPC)考察了聚合温度、聚合时间及引发剂用量等合成条件对减水剂中有效成分含量、数均(Mn)和重均分子量(Mw)以及多分散系数(P.I.,即Mw/Mn)的影响,进而考察了掺加相应减水剂的水泥净浆流动度与各制备条件之间的关系,以探索具有良好分散性能的聚醚类减水剂的合成条件。     

含疏水侧链聚羧酸减水剂对混凝土含气量的影响

以异戊烯醇与环氧丙烷及环氧乙烷开环聚合制得疏水改性的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚醚,进一步与丙烯酸、甲基烯丙基磺酸钠进行水溶液自由基共聚,合成侧链疏水改性的减水剂。考察了丙烯酸与改性聚醚比例、环氧丙烷疏水链段数目对减水剂分散性、表面活性和混凝土含气量的影响。结果表明,侧链疏水改性聚羧酸具有优异的分散及分散保持性、较低的表面张力,能够显著地降低混凝土的含气量,并提高混凝土的抗压强度。     

聚醚类减水剂的改性及性能研究

对合成普通聚醚类减水剂的原料—烯丙基聚乙二醇进行改性,然后用改性过的烯丙基聚乙二醇与马来酸酐、磺酸基单体等原料通过自由基水溶液聚合制备一种改性聚醚类减水剂。通过对改性聚醚类减水剂与普通聚醚类减水剂的对比发现:改性聚醚减水剂具有适宜的含气量,较高的减水率及不错的坍落度保持性。另外,对改性聚醚类减水剂与其他种类减水剂复配后的性能也进行了研究。     

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。     

改性聚硅氧烷对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响

通过低聚双环氧基封端聚硅氧烷(E-PDMS)和氨基封端聚醚胺(PEA)亲核开环反应合成线性聚醚改性氨基聚硅氧烷(BPEAS),作为制备固体聚羧酸减水剂的非反应型增溶剂。以异戊烯醇聚氧乙烯醚大单体(IPEG)、丙烯酸(AA)为主要原料,在BPEAS、引发剂、链转移剂作用下,通过本体聚合一步法制备固体聚羧酸减水剂,研究了BPEAS对制备过程中熔融体流变性能及合成固体聚羧酸减水剂性能的影响。结果表明:当BPEAS用量为大单体质量的0.6%时性能最佳,反应初始熔融体黏度可降低43.6%,单体转化率提高10.5%;合成固体聚羧酸减水剂掺量为0.2%时,胶砂减水率为28.5%,混凝土工作性能达与掺液体减水型聚羧酸减水剂相近。     

羟丙基纤维素改性聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以马来酸酐改性羟丙基甲基纤维素(MAHPMC)、丙烯酸及甲基烯丙基聚氧乙烯醚(SPEG2400)为单体,以双氧水-L-抗坏血酸(ASA)氧化还原体系为引发剂,采用免加热低温水溶液共聚法合成羟丙基甲基纤维素改性聚羧酸减水剂。试验结果表明:改性聚醚减水剂PES03,2 h内水泥净浆流动度基本无损失,减水率达30.9%,初凝和终凝时间都延长,增强效果明显。水泥水化热、X射线衍射(XRD)及电子扫描电镜(SEM)试验表明改性聚醚减水剂对水泥水化产物C-S-H、CH及AFt形成有一定延迟作用,改性聚醚减水剂从而表现出明显缓凝及保坍特性。     

烯丙基聚乙醇-丙烯酸共聚物合成工艺及分散性能研究

本文采用烯丙基聚乙醇、丙烯酸、乙烯基磺酸钠为聚合单体,在引发剂存在的条件下,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:当烯丙基聚乙醇与丙烯酸质量比为3～5,引发剂用量为单体总质量6%～7%时,共聚物分子分散性能最好;聚合反应的最佳反应温度为75～85℃,引发剂分解速度合适,共聚物分散效果最好;当接枝共聚分子量为800～1200的AEO时,浆体流动性达到较好,当接枝共聚分子量为350～500的AEO时,分散保持性较好;当乙烯磺酸钠可明显改善流动性,当掺量为10%,净浆流动度可达到285mm。     

新型聚羧酸减水剂粉末的制备与性能研究

选用丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、马来酸(MA)等3种不同聚合单体与聚醚(TPEG)、巯基丙酸(MPA)等单体在引发剂的作用下进行共聚反应,合成一种具有良好分散、保持效果的聚羧酸减水剂,再采用离心喷雾干燥法,将该高性能聚羧酸减水剂制备成粉末,并对其性能进行了测试。     

合成工艺对聚羧酸系减水剂性能的影响

对于聚羧酸减水剂的合成,本文研究了合成工艺对于聚羧酸减水剂性能的影响,并且得到分散性能优异的减水剂合成配方和生产工艺过程,而且研究了市场上所关注的高性能减水剂与水泥的复合性能。本研究是以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(又称改性聚醚—TPEG)、丙烯酸(AA)为原料,以5%的双氧水(H2O2)为引发剂,采用原位聚合与接枝的合成方法合成聚羧酸系减水剂。以水泥净浆流动度来进行实验对比,通过调整方案,确定合成聚羧酸减水剂的较优方案:n(TPEG):n(AA)=1:3.27,双氧水掺量为2.0%。最佳合成工艺的反应条件,反应温度为60℃,反应时间为4h~5h。合成的聚羧酸减水剂在低掺量(2.0%,固含量为10%),初始水泥净浆流动度为302mm,30min后298mm。最佳的条件下合成的聚羧酸减水剂水溶液的固含量为40.32%,pH值为7.3。     

丁二酸酐酯化改性聚羧酸长侧链端羟基及减水剂性能

将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与丁二酸酐(SAE)进行酯化,得到聚醚端羟基被丁二酸酯化的改性聚醚(SAEHPEG)。再以不同比例的SAE-HPEG和HPEG与丙烯酸聚合,得到一系列分子中含SAE-HPEG长支链的新型聚羧酸减水剂(SAEPCE)。采用红外光谱和核磁氢谱对SAE-PCE的分子结构进行了表征,并对改性前后PCE在水泥浆体中的吸附量进行了测试比较,试验结果表明,改性后减水剂SAE-PCE具有良好的分散性和分散保持性。     

含不饱和聚醚侧链的聚羧酸类高效减水剂的研究

本文首次采用一种新型的不饱和聚醚大分子单体,在引发剂作用下,与甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸共聚,合成了一种含磺酸基、羧酸基和聚醚侧链的聚羧酸类高效减水剂,其结构具有新颖性。通过实验发现,此高效减水剂有高减水率、低塌落度损失和低引气量等特性。研究表明,采用将不饱和聚醚的链结构引入聚羧酸类高效减水剂的大分子链中的合成方法合成的这种新型高效减水剂有很好的发展前景。     

不同引发剂对固体聚羧酸减水剂合成性能的影响研究

以丙烯酸(AA)和501醚类单体(TPEG)为主要原料,采用过硫酸铵(APS)、过氧化苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)三种不同引发剂在本体聚合条件下合成了一种固体聚羧酸减水剂,研究了三种引发剂对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响,并对三种引发剂对应的最优产物进行了GPC测试。实验结果表明:AIBN作为引发剂在本体聚合中引发效率最好,所需合成条件最低,合成的固体聚羧酸减水剂分子量分布适中,在水泥净浆和混凝土中的分散性能和保坍性能最佳。     

双引发体系合成固体聚羧酸减水剂的性能研究

以丙烯酸(AA)和501醚类单体(TPEG)为主要原料,采用引发剂A和引发剂B在本体聚合下合成固体聚羧酸减水剂,研究了两种引发剂单独引发和双引发时对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响,并对合成的产物进行了GPC测试。实验结果表明:采用双引发体系在本体聚合中使用时引发效率最好,所需合成条件最低,在水泥净浆和混凝土中的分散性能和保坍性能最佳。     

无水聚羧酸减水剂的热引发聚合历程及性能

采用不同引发剂制备了3种无水聚羧酸减水剂,通过GPC分析深入研究了聚合过程的分子质量及分子质量分布、聚醚转化率、酸醚比分布趋势,并通过净浆流动度和混凝土性能评价试验表征了减水剂的性能。结果表明:采用AIBN和APS引发剂合成的减水剂分子质量及其分布随时间逐渐增大,而采用AIBN/APS复合引发的减水剂则呈先增大后减小再增大的现象,在聚合初期表现出明显的协同增强效果。AIBN和APS复合使用具有更好的引发效率、更高的聚醚单体转化率、更均匀的实际酸醚比和区间酸醚比分布范围,合成减水剂的分散性能最佳。     

聚羧酸类混凝土高性能减水剂的试验研究

以马来酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸等为主要单体,过硫酸铵为引发剂,聚合生成了一种性能优异的聚羧酸类减水剂.性能试验表明,所合成的减水剂减水率高、坍落度损失小、混凝土增强效果显著.     

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。     

高减水型改性醚类聚羧酸减水剂的试验研究

本文以改性聚醚、丙烯酸、AMPS等为原料,长沙加美乐素化工有限公司研发合成了一种高减水型聚羧酸减水剂,该减水剂与萘系及市售聚羧酸减水剂相比,具有更高的减水率且坍落度损失较小,具有很高的性价比。     

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.     

聚羧酸系高性能减水剂的合成及应用研究

根据高分子合成原理,通过将不同分子量的烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在引发剂的两次引发的作用下,经自由基聚合而成聚羧酸系高性能减水剂。研究了各聚合因素对聚羧酸减水剂合成的影响,最终确出最佳的工艺条件。研制的TW-PS聚羧酸盐高性能减水剂已应用于福厦铁路客运专线及南昌铁路枢纽西环线改建工程等重大工程的高性能混凝土中,取得显著的经济效果与社会效益。