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。     

醚类与酯类聚羧酸减水剂对水泥水化及分散性能的影响

采用2种不同类型、不同分子质量的聚醚大单体,通过调整主链长度使合成的醚类与酯类聚羧酸减水剂(PC)具有最佳分散性能,对比研究了醚类PC和酯类PC对水泥吸附、水化放热、水泥净浆分散性能及混凝土性能的影响。结果表明,醚类PC为短主链长侧链梳形结构,酯类PC为长主链短侧链梳形结构;醚类PC在水泥颗粒表面的吸附量高于酯类PC,而对抑制水泥净浆水化放热、水泥分散作用则是酯类PC优于醚类PC。在混凝土应用中,酯类PC比醚类PC具有更高的减水率,而醚类PC在坍落度及扩展度保持性方面优于酯类PC。     

不同聚羧酸减水剂分子结构作用机制研究

采用2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚和丙烯酸进行自由基共聚,以酸醚比分别为2.8、3.7、4.6,并调整链转移剂TGA用量,合成了适当主链长度和不同侧链密度的聚羧酸减水剂。通过GPC、净浆流动度、吸附量、Zeta电位等测试,研究主链长度相近、侧链密度不同的聚羧酸减水剂在不同C3A含量水泥浆体中的吸附-分散特性。试验结果表明:侧链密度高,主链长度相应缩短,可以形成初始吸附量相近的减水剂分子构象;对于掺C3A的水泥,侧链密度较高的减水剂分散性能较优,且水泥中C3A含量越高,高侧链密度减水剂的抗吸附性能优势更明显。     

聚羧酸减水剂酸醚比对其引气性能的影响

通过水溶液自由基聚合法合成了一系列不同酸醚比的聚羧酸减水剂,研究了不同酸醚比的聚羧酸减水剂对新拌水泥浆体含气量、流变性以及水泥砂浆分级气泡含量的影响.结果表明:随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能显著增加,其中当丙烯酸与异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)单体摩尔比达到4∶1时,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能均达到较大值,随着酸醚比的进一步增加,聚羧酸减水剂分散性能与引气性能呈下降趋势;随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附能力增加,使得水泥颗粒表面的聚羧酸分子浓度增加,降低了水泥颗粒-水的固-液界面能;聚羧酸减水剂能够显著改善砂浆气泡孔径分布,在引入大量中小气泡的同时降低大孔径气泡的占比,使得气泡孔径分布更加细小化;同时,随着聚羧酸减水剂主链中酸醚比的增加,引入的小气泡占比呈下降趋势,大孔占比呈上升趋势.     

聚羧酸减水剂分子结构对含膨润土水泥砂浆流动性的影响

研究了聚羧酸减水剂分子结构变化对其在膨润土表面的吸附量的影响,考察了膨润土颗粒的Zeta电位、含膨润土水泥净浆的流变性能和砂浆的流动度随聚羧酸减水剂分子结构的变化。结果表明,增大羧基密度和延长聚氧乙烯侧链长度均有利于减小膨润土对聚羧酸减水剂的吸附量,醚类聚羧酸减水剂的吸附量远低于酯类聚羧酸减水剂。提高醚类聚羧酸减水剂的羧基密度和侧链长度均有利于改善含膨润土砂浆的流动性。     

磷酸酯型聚羧酸减水剂的合成及其对矿粉适应性研究

以异戊烯醇基聚乙二醇、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯为聚合单体,甲基丙烯酸磺酸钠为链转移剂,通过自由基水溶液聚合法合成磷酸酯型聚羧酸减水剂PCE-Y-HEMAP。采用FTIR、GPC、TOC和TGA等对磷酸酯型减水剂与含有白云母、钠长石矿物石粉进行适应性研究。FTIR、GPC分析表明,成功合成了一种HEMAP改性的新型减水剂。水泥净浆流动度试验结果表明,PCE-YHEMAP具有良好的分散性和分散保持性。TGA、TOC分析表明,PCE-Y-HEMAP对含钠长石粉水泥分散保持性较好的原因是减水剂分子吸附在钠长石骨架折陷结构之间吸附性较强、吸附量较少。另外,吸附在钠长石表面的减水剂由于空间位阻作用,对水泥颗粒有一定的分散作用,适应性较好。     

MA-APEG-AM三元共聚减水剂的合成及其分散性能研究

以马来酸酐、丙烯酰胺和不同聚合度的烯丙基聚乙二醇醚为原料共聚合成梳型结构聚羧酸减水剂,测试了不同侧链长度聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度、凝结时间和水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明,聚羧酸减水剂的分子结构对其应用性能有很大影响,不同聚合度的大单体混合使用较使用1种聚合度大单体聚合成的减水剂分散性能更好.     

含AMPS组元的聚羧酸减水剂对黏土敏感性的研究

在传统丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯醚(AA-TPEG)聚羧酸减水剂(PCE)基础上引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)单体,合成了AA-TPEG-AMPS聚羧酸减水剂(ATS),研究了其在水泥-蒙脱土浆体系统中的分散性.结果表明:ATS减水剂在蒙脱土上的吸附行为与PCE无明显差别,但在水泥颗粒上的吸附量较小,吸附层厚度较大,能显著降低水泥颗粒表面的Zeta电位,对水泥-蒙脱土浆体系统仍具有较好的分散性及分散保持性,降低了聚羧酸减水剂对蒙脱土的敏感性.     

MPEG系高性能减水剂分子结构对水泥颗粒分散性的影响

采用不同分子质量的MPEG合成出一系列聚羧酸系高性能减水剂,通过FT-IR、凝胶渗透色谱对其进行分子结构表征,探讨了聚氧乙烯基(PEO)侧链长度及其接枝密度和聚合物分子质量对水泥颗粒分散性能的影响。结果表明,PEO侧链长度和侧链接枝密度与水泥颗粒分散性密切相关;对于不同PEO侧链长度的减水剂,侧链接枝密度适中时,减水剂表现出较高的分散能力以及分散性保持能力;聚合物分子质量不宜过大或过小,只有适中分子质量的减水剂产品才具有最佳的分散效果;较高的大单体转化率相当于提高了聚羧酸产品的有效掺量,有利于提升聚羧酸减水剂的分散性能。     

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.     

聚羧酸减水剂的温度依赖性

在三个温度(5℃、20℃、30℃)条件下,采用净浆流动度和总有机碳分析仪测量有机碳的方法评价了两种具有不同接枝方式的聚羧酸减水剂(P-酯减水剂和P-醚减水剂)在水泥体系中的分散性能和吸附性能,并系统讨论了吸附量与分散性能之间的关系.试验结果表明:P-酯减水剂的初始分散性能受温度的影响较大,P-醚减水剂的持续分散能力与温...     

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。     

超支化星型聚羧酸减水剂的合成及其在硫铝酸盐水泥中的应用

以溴端基超支化聚(胺-酯)、丙烯酸、烯丙基聚乙二醇甲基醚为原料,采用活性聚合法(ATRP)制备了一种超支化星型聚羧酸系减水剂,并采用红外、核磁对产品进行了表征.水泥净浆流动性实验表明,该种减水剂在硫铝酸盐水泥中具有较好的分散性;表观吸附量的测试验证了该种减水剂可以有效地吸附在硫铝酸盐水泥颗粒表面;抗压强度等的测试表明,该种减水剂应用于硫铝酸盐水泥中具有较好的力学性能.     

聚羧酸系减水剂结构与其分散性能的关系

本文从聚羧酸系减水剂的主链、侧链和吸附基团等结构入手,介绍了聚羧酸减水剂独有的特点;对聚羧酸减水剂的分子结构特点和分散性能之间的关系进行了阐述,发现聚羧酸减水剂分子量的大小、侧链密度、侧链长度、侧链封端方式、侧链连接方式以及吸附基团对分散性能都有很大的影响;各单一分子结构特点之间对分散性能的影响也是相互制约或叠加的,并不是独立影响的。     

超长侧链梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体早期性能的影响

选用2种不同类型的超长聚醚侧链来合成梳形聚羧酸共聚物,并作为水泥体系的分散剂。通过水泥浆体分散、水化行为和强度发展的试验结果表明,超长侧链梳形聚羧酸共聚物比普通梳形聚羧酸共聚物具有更显著加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。对比2种类型的超长侧链聚羧酸,酯型超长侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-COO)具有更好的早强效果,而醚型超长聚醚侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-O)具有更好的分散作用。     

聚羧酸分子结构的优化对浆体分散性和砂浆强度的影响

在传统聚羧酸减水剂工艺的基础上对聚羧酸减水剂的分子结构进行优化,系统地研究了侧链分子量及比例、聚合单体比例、引发剂掺量对水泥浆体分散性能和砂浆早期抗压强度的影响。研究表明:在传统聚羧酸减水剂中引入长侧链结构,并适当增加长短侧链比例、羧基比例以及引发剂掺量可以改善水泥初始分散性和经时损失,并且对砂浆早期强度有较大的提高。     

聚羧酸高效减水剂的结构与性能关系研究

以过硫酸铵和双氧水为复合引发体系,采用不饱和单体直接共聚,得到一类主链为羧基、酯基、酰胺基,侧链为聚乙二醇醚基的新型聚羧酸高效减水剂,研究了共聚物的结构对分散性能的影响。     

聚羧酸超塑化剂的侧链结构对其吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,制备了具有不同侧链长度的梳型共聚物,研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和水泥净浆流动度测试,对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征.结果表明,随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低.在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接入不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律.当侧链聚合度nEO=22和nEO=43的MPEG以摩尔比为1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能.     

一种新型聚羧酸系高性能减水剂的合成及性能研究

通过对聚羧酸分子结构进行设计,引入乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(2+2活性大单体),在常温25℃以下通过自由基聚合反应合成出了2+2型聚羧酸高性能减水剂PC-22,利用乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(2+2活性大单体)的高反应活性、更加舒展自由的侧链、使得聚醚侧链的包裹性和缠绕性得到提高、使得合成出来的聚羧酸减水剂具有更好的减水率、保坍性能和材料适应性。通过多种测试表征方法和相关混凝土试验,试验结果表明,对比普通HPEG型、国外高和易性聚羧酸高性能减水剂,PC-22聚羧酸高性能减水剂的分散效果和经时保坍性能较好,同时对不同水泥材料适应性良好,改善了混凝土的综合性能,具有广阔的市场前景。     

MPEG侧链长度对聚羧酸超塑化剂吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,本文制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物。研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和净浆流动度测试对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征。结果表明:随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低;在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接人不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律;并且当侧链聚合度n_(EO)=22和n_(EO)=43按摩尔比1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能。