聚羧酸系减水剂大单体MPEGMA的制备

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)和甲基丙烯酸(MAA)为主要原料,通过酯化反应制备聚羧酸系减水剂大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA).以酯化率作为衡量指标,研究了酸醇摩尔比(n(MAA)/n(MPEG))、催化剂用量、阻聚剂用量、酯化温度及酯化时间对酯化反应的影响.结果表明:最佳酯化条件包括:n(MAA)/n(MPEG)为2.5,催化剂用量为MPEG与MAA质量和的2%,阻聚剂用量为MAA质量的2%,酯化温度为120℃,酯化时间为7 h.以最佳酯化工艺制得的大单体为原料制备的聚羧酸系减水剂,具有良好的分散性和保塑性,掺该减水剂0.15%(质量分数)的水泥净浆的初始流动度达303 mm,1 h后其流动度为297 mm.     

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.     

水化调控型聚羧酸减水剂的制备及研究

采用丙氨酸与4-羟丁基乙烯基醚先酯化制备丙氨酸酯化单体,再以HM0046、丙氨酸酯化单体、HAM为主要原料,共聚合成水化调控型聚羧酸减水剂PC-1。研究了不同侧链长度、丙氨酸酯化单体和HAM用量对水化调控型聚羧酸减水剂性能的影响。试验结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:HAM、丙氨酸酯化单体、2-羟基-2-亚磺酸基乙酸钠和3,6-二氧-1,8-辛二硫醇用量分别为单体总质量的2%、4.5%、0.7%和0.85%,n(H_2O_2)∶n(2-羟基-2-亚磺酸基乙酸钠)=5∶1。经测试验证,该合成减水剂PC-1与市售早强型聚羧酸减水剂PC-2相比,收面时间和初凝时间明显缩短,6 h、1 d、7 d和28 d混凝土抗压强度相当。在盾构管片施工过程中采用PC-1性能较佳,可有效提高生产效率。     

降粘型聚羧酸减水剂的研究及制备

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、二甲基丙烯酸乙二醇酯为主要原料,共聚合成降粘型聚羧酸减水剂PC-2。研究不同侧链长度、丙烯酰胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯用量对PC-2性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为n(AA)∶n(TPEG-1000)=3.5∶1.0,新型还原剂、丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯和3-巯基丙酸用量分别为单体总质量的0.15%、1.5%、2.5%和0.5%,n(H_2O_2)∶n(新型还原剂)=4∶1。经测试验证,PC-2的坍落度保持性和降粘效果都明显优于市售降粘型聚羧酸PC-1。     

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.     

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以常规聚醚大单体TPEG、丙烯酸(AA)作为主要原材料,引入新型不饱和小单体丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯,在双氧水(HP)-次磷酸钠(SHP)引发体系下采用常温自由基溶液聚合反应制备高保坍型聚羧酸减水剂PC-0。研究AA、HPA、巯基乙醇和SHP用量对PC-0性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:m(TPEG)∶m(AA)∶m(HPA)∶m(磷酸酯)=100∶12∶2∶0.8,m(HP)∶m(SHP)=3∶1,SHP、巯基乙醇用量分别为大单体质量的2%、1%。经C30和C50混凝土验证试验表明,PC-0的初始、60 min和120 min坍落度保持性能都明显优于国内外同类市售的聚羧酸减水剂。     

缓释型聚羧酸系减水剂的合成研究

采用丙烯酸羟乙酯与酒石酸进行酯化,将酯化产物(M)与丙烯酸(AA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)在引发剂过硫酸铵作用下进行共聚,合成了一种缓释型聚羧酸系减水剂。探讨了单体摩尔比、催化剂用量、酯化温度、带水剂等因素对酯化反应的影响,考察了酯化产物M对丙烯酸AA替代量对水泥净浆流动性的影响。结果表明:酯化反应的最佳条件为:n(酒石酸)∶n(丙烯酸羟乙酯)=1∶5,酯化温度85℃,催化剂对甲苯磺酸掺量3%,带水剂环己烷用量为反应物总质量的40%;将合成的酯化产物M部分替代AA进行减水剂的合成,最佳单体比例为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)∶n(酯化产物M)=1.25∶1.00∶0.27∶2.00;当合成的聚羧酸减水剂掺量为0.3%时,水泥净浆初始流动度为245.0 mm、1 h流动度为207.5 mm、2 h流动度为225.0 mm,制备的聚羧酸减水剂具有良好的缓释功能。     

含酰胺基团早强型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)为主要聚合单体,选用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-羟甲基丙烯酰胺(HAM)3种含酰胺基团的早强功能单体,在双氧水-抗坏血酸氧化还原引发体系和巯基乙酸链转移剂条件下制备了早强型聚羧酸减水剂。性能测试及红外光谱分析结果表明:当n(TPEG)∶n(AA)∶n(HAM)=1.0∶3.6∶0.4时,制备的减水剂早强效果优异,该减水剂折固掺量为0.2%时,与掺普通型聚羧酸减水剂的胶砂强度相比,其1 d、3 d抗压强度分别提高了15.35%、8.83%;酰胺官能团红外特征峰明显,表明早强型聚羧酸减水剂分子主链上含有酰胺基团。     

一种新型聚羧酸系高效减水剂的制备及性能

将柠檬酸作为侧基引入到聚羧酸大分子链中,合成了一种新型聚羧酸系高效减水剂.制备条件为: n(丙烯酸聚乙二醇酯)∶n(马来酸聚乙二醇柠檬酸酯)∶n(丙烯酸甲酯)∶n(丙烯酸)∶n(丙烯磺酸钠)=1.000∶0.100∶0.300∶0.200∶0.050,引发剂(NH4)2SO4为乙烯基单体质量的0.8%,反应温度为90 ℃,反应时间为2 h.应用结果表明:该减水剂减水率达32%,缓凝时间达5 h;掺该减水剂混凝土强度高、坍落度损失小、无泌浆离析现象.另外,用红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)对该减水剂分子结构进行了表征.     

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.     

新型酯类聚羧酸减水剂的合成及研究

根据分子结构设计原理,用丙烯酸单体(AA)直接聚合得到分子质量适中的聚合物PAA,然后与甲氧基聚乙二醇单甲醚(MPEG)进行酯化接枝反应,合成了一种适应性优良、具有良好分散性和分散保持性的新型酯类聚羧酸减水剂(PCE-2)。分析了合成过程中引发剂用量、链转移剂用量、MPEG分子质量、催化剂用量、酸醚比等对PCE-2分散性能的影响。通过红外光谱、凝胶色谱和化学滴定等对接枝共聚物进行分析表征。     

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。     

抗泥型聚羧酸高性能减水剂的合成及其对混凝土中砂含泥量适应性研究

以二甲基二烯丙基氯化铵与甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸等单体共聚制备了一种新型聚羧酸系高性能减水剂母液,通过实验得到最佳合成工艺为:n(丙烯酸)∶n(TPEG2000)=4.0∶1.0,DADMAC用量为单体总物质的量的20%,反应温度70℃,反应时间3.0~3.5 h。该减水剂可有效解决砂含泥量过高造成混凝土工作性下降的问题,对混凝土砂石料的适应性强,并具有良好的增强和保坍性。     

硅烷改性聚羧酸减水剂的合成及应用性能研究

通过丙烯酸(AA)、异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)的水溶液自由基共聚合成硅烷改性聚羧酸减水剂PCE-1。研究了单体比例、聚合工艺对减水剂分散性的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:n(AA)∶n(KH-570)∶n(TPEG)=4.5∶1∶1,链转移剂用量为单体总物质的量的3%,聚合温度为45℃。在此条件下合成的减水剂相对无硅烷改性的聚羧酸减水剂PCE-2对水泥颗粒具有更强的吸附能力,因而分散性明显提高,可显著降低砂浆黏度。掺PCE-1的混凝土2 h扩展度比掺PCE-2的大80 mm,初始和2 h的排空时间分别缩短3.8 s和13.7 s。     

MPEGMA大单体的合成及聚羧酸减水剂的制备

在通氮气条件下,以氢氧化钠为催化剂、对苯二酚为阻聚剂,以甲氧基聚乙二醇单甲醚(MPEG-1200和MPEG-2000)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料合成甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMA),考察了影响酯交换反应的因素。实验结果表明,氢氧化钠用于催化合成MPEGMA时,催化活性高、反应条件温和、操作方法简便;当m(MPEG-1200)∶m(MPEG-2200)=1∶3,n(MMA)∶n(MPEG)=3∶1,对苯二酚和催化剂用量分别为反应物总质量的0.2%和2.0%,通氮气条件下,反应温度90℃,反应时间4 h时,酯交换率达94.1%;氢氧化钠重复使用3次后,酯交换率仅下降1.4个百分点。以这种大单体合成的聚羧酸系减水剂PC-2与我公司现售产品PC-1相比具有较好的分散性和保塑性,当PC-2掺量为0.2%,水灰比为0.29时,水泥净浆初始流动度达280 mm,2 h水泥净浆流动度仍保持在273 mm。     

磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂的合成与抗高岭土性能研究

以乙醇胺与磷酸进行酯化反应制得乙醇胺磷酸酯,再与马来酸酐进行开环反应制得磷酸酯改性单体MA-POE,并进一步与丙烯酸(AA)及异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)进行水溶液自由基共聚合成磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂。考察了AA、磷酸酯单体及TPEG三者比例、引发剂用量、催化剂用量等对减水剂分散性的影响,并与市售普通聚羧酸减水剂的抗高岭土性能进行了对比。结果表明,当n(AA)∶n(磷酸单体)∶n(TPEG)=4∶1∶1,双氧水用量为单体总物质的量的4%,n(抗坏血酸)∶n(双氧水)=0.50时,合成的减水剂分散及分散保持性能较优,对高岭土的敏感性优于市售减水剂,这主要源于其对高岭土的吸附作用更小。     

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。     

新型磷酸基聚羧酸减水剂的制备与表征

以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)为提供长侧链的大单体,以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸-2-羟乙基磷酸酯(PHM)为提供吸附基团的小单体,采用自由基聚合法合成了一种新型磷酸基聚羧酸减水剂。系统考察了反应温度、聚合浓度、链转移剂用量、磷酸基单体用量对合成减水剂重均分子质量、分散性的影响规律,得到合成的最佳工艺条件为:n(OEGMA)∶n(MAA)∶n(PHM)=1.0∶1.4∶0.6,反应温度60℃,聚合浓度30%,链转移剂用量为单体总物质的量的2%,合适的重均分子质量区间为18 000～20000 g/mol。     

端羧基型超支化聚羧酸减水剂的合成工艺及性能研究

本研究从分子结构设计的角度出发,选用马来酸酐、邻苯二甲酸酐和二异丙醇胺合成了一种具有端羧基型超支化功能单体参与聚羧酸高性能减水剂的主链结构的合成,通过正交设计试验研究制备了一系列具有端羧基型超支化聚羧酸减水剂。试验结果分析表明该减水剂具有更优的分散性能,正交分析得到最优组合:MAA与超支化单体F的摩尔比为2,链转移剂用量为1.1%,引发剂用量为2.8%,反应时间为6小时,反应温度为90℃。     

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。