聚羧酸减水剂聚醚大单体的研究进展及展望

聚羧酸系减水剂是一种新型环保的减水剂,是国内外减水剂研究的热点。介绍了聚羧酸系减水剂大单体的种类及特点,围绕聚羧酸减水剂分子结构的可设计性,可通过引入功能化的聚醚单体,开发具有减缩性、低引气性和早强的功能化产品,以满足工程需求。     

国内聚羧酸聚醚大单体生产与市场现状

介绍了国内减水剂的行业发展现状,简述了聚羧酸聚醚大单体的生产工艺概况、产能分布以及市场情况。     

新型聚羧酸减水剂专用不饱和聚醚HP的应用研究

通过对不饱和活性端及聚醚侧链的结构设计,开发了HP不饱和聚醚单体在减水剂及保坍剂中的应用。实验结果表明：HP聚醚单体具有适宜的聚合活性及优良的性能,无论是减水剂还是保坍剂,20℃合成时初始减水性能最高,60℃合成时保持性能最好。采用HP聚醚合成的聚羧酸减水剂所拌制的混凝土具有更为良好的和易性。     

新型聚醚大单体低温制备聚羧酸减水剂及其性能研究

采用新型聚醚大单体于低温条件,在氧化还原引发剂作用下发生自由基共聚反应,制得聚羧酸系高性能减水剂,并探讨了该反应的最佳工艺及温度对该聚羧酸减水剂性能的影响.试验结果表明,其最佳反应工艺参数为:酸醚比3.8,H2O2用量为总反应物的0.6wt％,还原剂甲醛次硫酸氢钠(FF6)用量为总反应物的0.12wt％,巯基乙酸(TGA)用量为总反应物的0.38wt％,反应起始温度为15℃,滴加45 min.保温一定时间后,所得减水剂分散性能较其他常用大单体所合成的减水剂更优.     

聚羧酸减水剂用HPEG聚醚结块问题的探讨

通过机理分析和实验考察,找到了影响HPEG聚醚结块的主要因素,并采取一定措施控制了结块产生。调整聚醚pH=7~8和向聚醚中加入阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ),可有效防止大量结块聚醚的生成,使HPEG聚醚在高于50℃的条件下,存放时间延长至80 d,并且不影响其使用性能。     

一种高性能醚型聚羧酸系减水剂的合成研究

设计四元单体共聚体系,以聚乙二醇异戊烯丙基醚2400(TPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)在过硫酸铵(APS)为引发剂存在下共聚,一步法合成高性能的聚羧酸减水剂。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:AA/TPEG摩尔比为3∶1;AMPS/TPEG摩尔比为0.3∶1,SAS/TPEG摩尔比为0.8∶1,引发剂APS的用量为共聚单体总质量的4%,反应温度为70℃、反应时间为8 h。所合成的聚羧酸减水剂具有优异的减水性能和良好的保坍性能,并能大幅提高所得混凝土拌合物的强度。     

降粘型聚羧酸减水剂的工业开发

以不同分子量的嵌段聚醚为主要单体,再分别选用丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐为功能单体,聚合制备降粘型聚羧酸减水剂。考察了聚醚单体种类和用量、引发剂体系和小单体等因素的影响。结果表明,在单体质量比m(OXST-805):m(OXST-403):m(丙烯酸):m(马来酸酐)=170:85:20:4、H₂O₂/维生素C引发体系、40℃的反应条件下,工业化生产的减水剂保坍效果最好,其降粘母液流空时间为12.33s,明显低于常规母液,达到国际知名品牌水平。同时,产品7d强度56.2MPa,也要优于其他母液。红外光谱表明羧基、酯基、聚氧乙烯基等官能团已成功嫁接到减水剂分子主链。     

聚羧酸系减水剂大单体双键保留率碘值法的测定

研究了聚羧酸系减水剂大单体双键值的碘值法测定,论述了溶剂加入量、溴酸钾-溴化钾溶液加入量、静置时间等对测定结果的影响,不同的实验条件会产生不同的结果。通过实验确定了碘值法测定大单体双键值的最适宜操作条件,并对其准确度和精密度进行了测定。     

聚羧酸减水剂分散保持性的研究

从提高减水剂分散保持性的角度考虑,在烯基聚醚类聚羧酸减水剂合成过程中,通过引入酰胺基团和部分交联聚合物,缓慢释放具有分散功能的聚合物分子,使分散性能的经时损失得以变小,提高了烯基聚醚类聚羧酸减水剂的分散保持性能。     

阳离子单体对聚羧酸减水剂早强性能的影响

合成了阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)引入量不同的聚羧酸减水剂,采用傅里叶红外光谱进行了结构确证.通过水泥净浆流动度、凝结时间、净浆和胶砂抗压强度测试,研究了阳离子单体不同引入量对聚羧酸减水剂分散性、凝结时间和早强性能的影响.通过XRD、TG对作用机理进行了分析.结果表明:DMC引入量占大单体4％时,净浆流动度达到最大值;引入DMC后,净浆凝结时间缩短,净浆和胶砂试件早期抗压期强度明显提高;当引入量占大单体12％时早强性能最好.由XRD和TG分析可知,引入DMC促进了C3S的早期水化,生成较多的水化硅酸钙和氢氧化钙.     

新型聚羧酸混凝土减水剂中间大分子单体合成研究

用正交实验法研究了聚乙二醇(PEG)和丙烯酸(AA)醇化合成聚乙二酵丙烯酸酯的酯化工艺,以该酯化物合成聚羧酸减水剂,并分析酯化率对水泥净浆流动度的影响.得到最佳酯化工艺条件:原料最佳摩尔比为:n(AA):n(PEG)=3:1,反应的最佳温度为100℃,反应的最佳催化剂加入量为总质量10%,最佳反应时间为5 h.酯化率为50%时,水泥的净浆流动度最大.     

一种高性能聚羧酸减水剂的合成研究

以聚乙二醇单甲醚1200(MPEG1200)与丙烯酸(AA)为原料,在无溶剂条件下进行酯化法,成功制备了丙烯酸聚乙二醇单甲醚1200酯(AA-MPEG1200)大单体。并以所合成的大单体与甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等不饱和单体在过硫酸铵(APS)引发下共聚,合成聚羧酸减水剂。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:即MAA/AA∶MPEG-AA为4∶1,AMPS∶MPEG-AA为0.4∶1,SAS∶MPEG-AA=0.6∶1,APS用量为单体总质量的5%;反应温度为80℃、反应时间为8 h。所合成的聚羧酸减水剂具有良好的分散性和保塑性。     

不同聚醚类聚羧酸减水剂对水泥水化的影响

不同区域的水泥、外加剂有各自地域特性,普遍存在聚羧酸减水剂与水泥的相容性的问题.采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为聚合单体、在引发剂(双氧水、抗坏血酸)的作用下、协同链转移剂(巯基乙酸)调整聚羧酸减水剂分子量,在水溶液中自由基聚合合成聚醚类聚羧酸减水剂.通过两种不同配方的聚醚类聚羧酸减水剂,比较不同配方减水剂与不同区域水泥的相容性,考察不同聚羧酸对水泥水化历程的影响,诠释减水剂的作用机理.     

聚羧酸减水剂中小分子单体残留量的测定

建立了利用高效液相色谱测定聚羧酸减水剂中丙烯酸、马来酸等残留单体含量的方法。以C-18柱为分析柱,柱温40℃,流动相为0.01 mol/L的KH2PO4(p H=2.3)-甲醇(体积比为95∶5)溶液,流速0.8 m L/min,检测波长210 nm。丙烯酸和马来酸的检出限分别为0.2 mg/L,0.5 mg/L,线性范围均为1~200 mg/L,相关系数均为0.9999,相对标准偏差分别为0.05%,0.49%,加标回收率分别为96.04%~96.15%,99.68%~100.75%。实验结果表明该方法快捷高效,准确灵敏,适合聚羧酸类减水剂中单体残留量的检测。     

核磁共振法在聚羧酸减水剂大单体表征中的应用

对常见的4种聚氧乙烯醚大单体进行了核磁共振（1H NMR）分析,并以此为依据首次建立了1H NMR技术快速、准确地检测市售大单体的方法,并实现对市售聚羧酸减水剂中残留大单体的定性分析。采用该方法,确认了各大单体1H NMR的谱峰归属,并根据大单体的特征峰计算其分子量大小。为了进一步验证方法的准确性,通过凝胶渗透色谱测定其分子量,进一步得到验证。同时,利用核磁共振法对酯化反应中酯化率和双键保留率两个重要指标进行准确表征。结果表明,该方法准确、快速、简便,适用于聚羧酸减水剂中大单体的快速鉴定。     

聚醚型聚羧酸高效减水剂的研究进展

介绍了聚醚型聚羧酸高效减水剂的分子结构、作用机理;综述了聚醚型聚羧酸高效减水剂的主要类型(如烯丙基聚氧乙烯醚APEG、改性聚醚TPEG、两性减水剂系列)及其最新研究进展。     

聚羧酸系减水剂中间大分子单体的合成

通过聚乙二醇单甲醚-1200(MPEG1200)与甲基丙烯酸直接酯化合成了甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-1200酯(MAAPEGME1200)。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:带水剂甲苯用量为反应物总质量的30%,酸醇摩尔比为3.0∶1,阻聚剂吩噻嗪用量为甲基丙烯酸质量的1.5%,催化剂对甲苯磺酸用量为聚乙二醇单甲醚-1200质量的2.5%,反应温度为125℃,反应时间为9 h。此条件下酯化率达96.72%,双键损失率为3.10%。     

聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂合成

采用烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）、甲基丙烯酸（MAA）、马来酸酐（MA）以及甲基丙烯磺酸钠（MAS）为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂．考察单体摩尔比、引发剂用量、聚合温度以及聚合时间等因素对减水剂分散性能的影响．研究结果袁明：最佳合成工艺条件为n（MA）：n（MAA）：n（APEG）：H（MAS）=2．5：3．0：1．0：0．5,引发剂用量为单体总质量的5％,聚合温度为90℃,反应时间4～5h,合成的减水剂其水泥争浆流动度可达235mm,说明研究合成的聚羧酸系减水剂对水泥具有较好的分散性．