线状聚羧酸减水剂在陶瓷坯料颗粒表面的吸附行为

采用静态吸附实验,研究了陶瓷坯料吸附两种自制聚羧酸高效减水剂的动力学规律,用准二级动力学模型对其吸附过程进行拟合,并通过测定添加了两种自制不同分子结构聚羧酸高效减水剂的陶瓷坯体料浆黏度以评价其分散性能,结果显示,在陶瓷坯体料浆中,线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的平衡吸附量是梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂的2倍以上,陶瓷坯料颗粒表面对两种聚羧酸高效减水剂的吸附均符合准二级反应动力学模型;线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的分散效能明显好于梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂。     

聚羧酸高效陶瓷减水剂的合成及性能

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用水溶液聚合法制备了一种线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂。通过正交实验,研究了各反应条件对添加了0.35%(相对于绝干料浆质量)线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的陶瓷坯体料浆流动时间的影响,并进一步利用FTIR和XRD等手段对线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的官能团结构和晶相结构进行了表征,分别用POM和SEM照片观察陶瓷坯体料浆的分散情况和陶瓷坯体试样的断面形貌。结果表明,线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂最佳合成条件为:聚合温度为80℃、引发剂用量占聚合单体总质量的9%、n(MA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1.0∶3.5∶1.5、聚合时间为4 h。当线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂掺量为0.35%(相对于绝干料浆质量)时,陶瓷坯体料浆体系的黏度从689.5 mPa·s降低到56.8 mPa·s。     

聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为

合成一系列聚羧酸减水剂,探讨不同单体摩尔比对其吸附性能的影响。结果表明,当n(烯丙醇聚氧乙烯醚)∶n(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠)∶n(丙烯酸)∶n(马来酸酐)=1∶0.14∶3.6∶2.6时,产物吸附性能最优。并利用总有机碳分析技术,研究了不同温度、不同浓度下最优产物在水泥颗粒表面的吸附动力学和热力学。动力学研究结果表明：聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附过程符合Lagergren吸附速率方程,吸附速率常数k=0.01594 min-1(30℃),表观活化能Ea=17.9647 kJ·mol-1。热力学研究结果表明：随温度升高,聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附量增大;求得吸附热力学参数分别为ΔHad=-24.788 kJ·mol-1,ΔSad=0.050 kJ·mol-1·K-1,ΔGad=-39.886 kJ·mol-1(30℃),可知该吸附过程是自发的放热反应。理论上温度升高对吸附不利,但因放出的热量促进水泥水化,导致聚羧酸分子容易掺杂到水化产物中,从而使更多聚羧酸吸附到水泥颗粒表面,令其吸附量反而增大。     

线状MA-AA-MAS聚羧酸陶瓷添加剂的吸附行为

运用总有机碳/总氮分析技术,研究了在25℃下,线状和梳状聚羧酸添加剂的吸附容量(qt)与吸附时间(t)的关系.通过对其吸附动力学和吸附模型的分析,探讨了它们的吸附行为.结果表明:线状和梳状聚羧酸添加剂的吸附容量随吸附的进行而增加,10 min后趋于稳定,其吸附过程分别与拉格尔格伦(Lagergren)伪二级动力学方程和朗缪尔(Langmuir)吸附等温方程相吻合.线状MA-AA-MAS聚羧酸陶瓷添加剂饱和吸附容量(qsa)可达18.52 mg/g.     

聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附性能研究

通过水泥净浆流动度试验和TOC吸附试验研究了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量与吸附时间和减水剂浓度之间的关系.研究表明,水泥对聚羧酸减水剂的吸附量随时间的延长而增加,最终达到平衡.通过Gibbs吸附等温式得出吸附量随浓度的增加存在饱和吸附量,并根据Langmuir等温吸附模型计算出其饱和吸附量.     

基于正交试验设计的聚羧酸高效陶瓷减水剂性能

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用水溶液聚合法制备了一种线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂。通过正交试验,研究了各反应条件对添加了0.35%(相对绝干料浆)线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的陶瓷坯体料浆流动时间的影响,并进一步利用FT-IR和XRD等手段分别对线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的官能团结构和晶相结构进行表征,分别用POM和SEM照片观察陶瓷坯体料浆的分散情况和陶瓷坯体试样的断面形貌。结果表明,线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂最佳合成条件为：聚合温度为80 ℃、引发剂用量占聚合单体总质量的9%、n(MA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1.0∶3.5∶1.5和聚合时间为4 h。当线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂掺量为0.35%(相对绝干料浆)时,陶瓷坯体料浆体系的黏度从689.5 mPa穝降低到56.8 mPa穝。     

聚羧酸减水剂的合成及其分散性能

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PMA45)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成了聚羧酸高效减水剂(PC),分析了合成过程中不同单体摩尔比、相对分子质量(简称分子量,以下同)大小对其分散性能的影响。结果表明,单体和引发剂的用量同时影响聚羧酸减水剂分子量和分散性能;当n(MAS)∶n(MAA)∶n(PMA45)=0.5∶3.75∶1,APS用量为单体总质量的0.4%时,产品聚羧酸特性黏度为45.09 mL/g;当水灰质量比为0.25,聚羧酸减水剂掺量为水泥质量的0.2%时,净浆初始流动度达到最大269 mm,30 m in经时流动度为281 mm。     

国内聚羧酸系高效减水剂的研究进展

分析了聚羧酸系高效减水剂的分子结构;介绍了其作用机理、合成方法;综述了国内聚羧酸系高效减水剂的研究进展。     

聚羧酸减水剂在水泥、矿粉和粉煤灰表面吸附行为研究

对比了掺聚羧酸减水剂的基准水泥、矿粉和粉煤灰三种粉料桨体初始流动度和经时流动度,通过吸附量、表面形貌和XPS测试分析作用机理.结果表明,基准水泥吸附量最大,吸附层最厚,因而初始流动度最高,矿粉次之,粉煤灰最小;与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂在低掺量时也有良好的保坍性.     

衣康酸酯类聚羧酸系减水剂的制备及表征

以衣康酸聚乙二醇酯大分子单体(IAPEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)和甲基丙烯磺酸钠(MAS)为原料,过硫酸铵为引发剂,经水溶液聚合制备了一种聚羧酸系减水剂(PC)。通过红外光谱对共聚物的结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱仪对共聚物的相对分子质量及其分布进行了测定,讨论了聚合条件对减水剂性能的影响,得到最佳反应条件为:n(IAPEG)∶n(MA)∶n(AA)∶n(MAS)=1.5∶4.0∶6.0∶3.0,引发剂用量为单体总质量的10%,反应温度80℃,反应时间5 h。在该条件下合成的减水剂可以降低溶液的表面张力,促进水泥颗粒的分散,使水泥浆体具有较好的流动度。添加减水剂混凝土的减水率为39.2%,7 d抗压强度比(添加减水剂混凝土抗压强度/基准混凝土抗压强度)为191.4%,28 d抗压强度比为154.7%。     

水泥和泥对聚羧酸减水剂的吸附性能研究

本文选用水泥、砂中泥和种植泥作为试验研究对象,利用紫外可见分光光度计法(UV),测定反应设定时间后的聚羧酸减水剂浓度,研究水泥和泥对聚羧酸减水剂的吸附性能.试验结果表明:聚羧酸减水剂在水泥和泥表面的吸附量随时间延长而增加,最后达到平衡;聚羧酸减水剂在泥颗粒表面的吸附存在优先选择性和亲和性,使得其在泥颗粒表面的吸附速率和吸附量大于水泥;泥种类不同,吸附量大小不同,对净浆流动度的影响程度不同;泥的掺入会大大降低水泥净浆的流动度,增大流动度经时损失量,且掺量越大影响越大,因此在工程应用中,对原材料泥含量进行控制,降低泥对聚羧酸减水剂的吸附量,对提高减水剂的减水率,保证混凝土坍落度保留值具有重要意义.     

衣康酸酯类聚羧酸系减水剂的制备及结构和性能表征

以自制的衣康酸聚乙二醇酯大分子单体（IAPEG）、丙烯酸（AA）、马来酸酐（MA）和甲基丙烯磺酸钠（MAS）为原料，过硫酸铵为引发剂，经水溶液聚合制备了一种聚羧酸系减水剂（PC）。通过红外光谱对共聚产物的结构进行了表征，采用凝胶渗透色谱仪对共聚产物的相对分子质量及相对分子质量分布进行了测量，讨论了聚合条件对减水剂性能的影响，得到最佳反应条件为：单体的摩尔比为n（IAPEG）∶n（MA）∶n（AA）∶n（MAS）=1.5∶4∶6∶3，引发剂用量为单体总质量的10%，反应温度80℃，反应时间5h。在该条件下合成的减水剂可以降低溶液的表面张力，促进水泥颗粒的分散，使水泥浆体具有较好的流动度。添加减水剂混凝土的减水率为39.2%，7d抗压强度比为191.4%，28天抗压强度比为154.7%。     

纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用研究

采用红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,并利用纳米粒度zeta电位仪、旋转粘度计研究了纳米SiO2吸附减水剂后对其分散性以及新拌水泥浆体流动性的影响.研究结果表明,纳米SiO2对聚羧酸减水剂存在吸附作用,吸附量随减水剂浓度的增大而增加,当减水剂浓度增加到5g/L时,吸附量趋近饱和.纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,使其团聚粒径增大,粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性大大降低.将纳米SiO2溶于拌和水中,先加入水泥搅拌,然后再加入减水剂搅拌,可减小纳米SiO2对减水剂的吸附,增大减水剂的利用效率,提高水泥浆体的流动性.     

环糊精改性聚羧酸系减水剂的制备与性能

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、马来酸酐接枝β-环糊精(MAH-β-CD)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为原料,通过水溶液自由基共聚制备了β-CD改性聚羧酸系减水剂(MPC)。考察了反应物摩尔比、引发剂用量、反应时间及反应温度对减水剂性能的影响。当单体摩尔比n(AA)∶n(MAS)∶n(MAH-β-CD)∶n(APEG)=5∶0.5∶0.1∶1、引发剂过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的5%、反应温度为90℃、反应时间为5 h时,所得减水剂性能较好。应用结果表明,掺MPC后水泥净浆流动度可达306 mm、初凝时间为440 min、减水率达32.2%。SEM和强度测试结果表明,掺有MPC的水泥石的结构更加紧密匀质,孔洞更加微小,有利于混凝土后期结构的发展。     

蒙脱石对聚羧酸减水剂的层间吸附特性

为了研究集料中泥土的矿物组成对聚羧酸减水剂的吸附性能,采用总有机碳测定仪测定了水泥以及蒙脱石、伊利石、高岭石对浓度为4g/L的聚羧酸减水剂溶液中聚羧酸减水剂的吸附量。结果表明：蒙脱石对聚羧酸减水剂的吸附量最大,约为水泥颗粒的3倍,伊利石和高岭石的吸附量也比水泥颗粒略大。并对吸附了聚羧酸减水剂的蒙脱石进行热重、Fourier 红外光谱、X 射线衍射分析,测定了其所含的有机官能团以及层间距变化,结果表明聚羧酸减水剂吸附进入了蒙脱石的层间,这是造成其吸附量大于其他矿物的主要原因。     

聚羧酸类高效减水剂研究进展及应用

文章筒述了国内外聚羧酸类高效减水剂的主要类型和性能及研究进展,同时介绍了合成聚羧酸类高效减水剂的方法和作用机理,合成原料及应用。     

MAPEG-HEA-SMAS三元共聚物高效减水剂的制备与性能

以马来酸聚乙二醇单酯(MAPEG)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料通过共聚反应制得MAPEG-HEA-SMAS三元共聚聚羧酸高效减水剂,考察了单体摩尔比、引发剂用量、反应温度等合成条件对减水剂性能的影响,并用IR对减水剂的分子结构进行表征,以GPC表征减水剂的相对分子质量(简称分子量,下同)及其分布,通过SEM观察了掺入减水剂的水泥石微观结构。结果显示,当n(MAPEG)∶n(HEA)∶n(SMAS)=1.0∶1.5∶1.0,聚合反应温度为88℃,聚合反应时间为7.5 h,引发剂用量为单体总质量的3.5%,PEG相对分子质量(简称分子量,下同)为1 000时,合成的减水剂综合性能良好。当其掺量为0.45%(质量分数)时,水泥净浆初始流动度达308 mm。GPC分析显示,减水剂平均分子量Mn=7 752,分散系数Mw/Mn=2.091;SEM分析结果显示,聚羧酸减水剂使水泥石大孔率降低,结构更密实。