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。     

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.     

聚羧酸系高效减水剂的合成及其作用机理研究

分析了聚羧酸系高效减水荆的结构与性能之间的关系，探讨了减水剂分子的主链结构单元与支链结构单元的功能与作用，并分类介绍了聚羧酸系的分子结构设计及其合成的研究与进展。结果表明，聚羧酸系减水剂的性能与其分子结构的主链和支链的结构单元、官能团的位置及其种类有关。在分子主链上引入大量合适大小分子量的聚乙二醇或聚氧乙烯接枝链和少量它们的嵌段链及一定构成比例的磺酸基团，可使减水剂在发挥低掺量高分散性的同时，产生良好的保塑性，且在合成过程中发现，聚氧烷基中的端羟基易引起凝胶。在此基础上结合原料的来源及其成本，选用聚乙二醇与丙烯酸在对甲苯磺酸作催化剂的条件下进行酯化，然后与甲基丙烯磺酸钠进行共聚，并加入一定量的丙烯酸单体来调节主链的大小及侧链上的羧基与磺酸基的相对构成比例，从而得到一种高性能减水剂。     

一种聚羧酸系高效减水剂的试验研究

主要研究以烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、马来酸酐和甲基丙烯磺酸钠为主要原料的聚羧酸系减水剂的合成工艺,探讨了影响减水剂性能的各种因素,得到最佳工艺条件,并对减水剂的性能进行测试。结果表明,该聚羧酸减水剂具有低掺量、高分散性、高减水率等特点。在掺量为0.25%时,初始水泥净浆流动度达310 mm,减水率高达30.5%,混凝土的抗压强度得到大幅度的提高,适宜配制高性能混凝土。     

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.     

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.     

聚羧酸系减水剂的聚合反应工艺及动力学探讨

提供了用水溶液聚合法制备羧酸系高效减水剂的方法,以马来酸酐与聚乙二醇酯化生成聚乙二醇羧酸酯大分子单体,然后加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠和甲基丙烯酸,在过硫酸盐的引发下共聚得到聚羧酸系减水剂.研究了共聚单体的配比,测定了反应温度、时间对反应的关系,确定了反应速度常数,得到了聚合过程的动力学方程.     

含有聚环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂的合成及表征

以丙烯酸类单体及其衍生物和聚乙二醇大分子单体为原料,通过自由基共聚和酯化接枝反应合成了两种带环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂,通过对合成配方与反应条件的正交设计,确定了最佳合成工艺参数;对合成产物的减水率及保塑性能进行了探讨,并对其分子量及分子结构进行了表征.结果表明,2种合成产物的掺量为0.4%时,混凝土减水率均超过30%,且具有较好的保塑性能,减水保塑性能优于萘系高效减水剂.     

含有聚环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂的合成及表征

以丙烯酸类单体及其衍生物和聚乙二醇大分子单体为原料,通过自由基共聚和酯化接枝反应合成了两种带环氧乙烷支链的聚羧酸型高效减水剂,通过对合成配方与反应条件的正交设计,确定了最佳合成工艺参数;对合成产物的减水率及保塑性能进行了探讨,并对其分子量及分子结构进行了表征．结果表明,2种合成产物的掺量为0．4％时,混凝土减水率均超过30％,且具有较好的保塑性能,减水保塑性能优于萘系高效减水剂．     

新型羧酸盐高效减水剂的合成试验

根据混凝土外加剂分子设计理论，试验采用了自制丙烯酸聚乙二醇单酯、丙烯酸钠盐和二乙烯三胺通过Michael加成制得一种新型羧酸盐高效减水剂．对该新型减水剂进行了水泥净浆流动度测试，结果表明该减水剂具有良好的分散能力与流动保持性，其掺量的质量分数为1．5％，水灰质量比为0．29时，水泥净浆流动度达218mm。     

聚羧酸减水剂在水泥和泥土表面的吸附行为

采用有机碳测定仪研究了水泥、泥土和水体系中聚羧酸减水剂吸附量与吸附时间、减水剂浓度、体系温度的关系。同时,对减水剂吸附模型和吸附热进行了分析,探讨了聚羧酸减水剂在水泥、泥土颗粒表面的吸附特性。结果表明:水泥和泥土对聚羧酸减水剂的吸附量随时间延长不断增加,最后达到平衡,同时,泥土比水泥对减水剂的吸附量要大,泥土的掺入量为0.5%就会大大降低水泥净浆的流动度;聚羧酸减水剂的吸附基本符合Langmuir等温吸附模型,水泥和泥土对减水剂的饱和吸附量分别为3.7mg/g和10.1mg/g;水泥和泥土对聚羧酸减水剂的吸附量随温度的增大而减小,其吸附是一个放热过程。     

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。     

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。     

改性木素磺酸盐高效减水剂对水泥水化及混凝土耐久性的影响

为了研究由木素磺酸钙改性缓凝高效减水剂GCL1-3A对混凝土耐久性的影响，测定了掺加GCL1-3A的水泥净浆水化参数，包括水化温升、硬化水泥的化学结合水量以及微观结构、孔隙结构。同时测定了GCL1-3A对混凝土抗渗性及碳钢腐蚀情况的影响。结果表明：GCL1-3A能显著延缓水泥水化的放热，掺量为0．35％时使水化过程的最高温度降低13℃，减少混凝土温度裂缝产生。掺加GCL1-3A可使硬化水泥石中10nm以下的小孔明显增加，平均孔径减小；同时促使水泥水化生成大量晶型细小的钙矾石，混凝土填充得更密实。综合作用使得掺加GCL1-3A的混凝土渗水性降低，28天抗渗标号达S27；碳钢挂片实验还证明GCL1-3A能减缓混凝土钢筋表面的锈蚀。结果表明GCL1-3A能有效提高混凝土的耐久性。     

PMA-AA-AMPS三元共聚物高效减水剂的制备

以马来酸酐（MA）为原料,过氧化氢为引发剂,水相合成聚马来酸（PMA）,并以过硫酸铵为引发剂,与丙烯酸（AA）2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）水溶液共聚,合成出一种PMA-AA-AMPS三元共聚物高效减水制,并探讨了共聚物制备过程中的最佳工艺条件。结果表明,该共聚物的最佳制备条件为：n（MA）/n（AA）/n（AMPS）=6：3：1.2,引发剂质量为单体总质量的8%,分子质量调节剂甲酸钠质量为单体总质量的6％,反应温度为85℃,反应时间为3h。红外光谱表征结果表明合成的三元共聚物减水剂中含有羧基、羟基、磺酸基和酰胺基等官能团。GPC分析表明合成的PMAAA数均分予质量Mn为5743g／mol,其质量分数占81.36％。     

不同黏土对掺减水剂水泥净浆流动度影响

目的 研究4种不同黏土对掺聚羧酸减水剂及萘系减水剂水泥净浆流动度的影响规律并从黏土的吸附性能角度探究其影响机理.方法 采用水泥净浆流动度试验方法比较了4种黏土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,通过TOC总有机碳测试仪测定了4种黏土对聚羧酸减水剂的吸附量.结果 4种黏土对水泥净浆流动度的影响差异较大,其中钙基蒙脱土和钠基蒙脱土的掺量为2％时,掺聚羧酸减水剂水泥净浆已基本没有流动度,掺萘系减水剂的水泥净浆流动度也有所下降,但降幅稍小,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆流动度无明显负面影响;钙基蒙脱土和钠基蒙脱土对聚羧酸减水剂的吸附量较大,伊利土、高岭土对聚羧酸减水剂的吸附能力和水泥相当.结论蒙脱土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度负面影响极为严重,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆基本没有负面影响.     

ZnCl2/NaBH4体系羧酸的还原研究

羧酸还原是一类重要的有机化学反应，有着广泛的用途，而NaBH4不能直接还原羧酸，因此研究以四氢呋喃作溶剂，利用ZnCl2／NaBH4还原体系，一锅法高产率、高选择性还原羧酸得到相应的醇，而分子中的氯、溴、硝基不发生反应，还原产率为82％-96％。