高性能聚羧酸减缩材料的研发(Ⅱ)——高分子聚合物(HP-SRA)的合成与表征

以减缩活性单体2-(2-丁氧乙氧基)乙醇丙烯酸酯(MBDEGAA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)为聚合单体,在水溶液中通过聚合反应,合成了一种高分子聚合物(HP-SRA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对HP-SRA分子结构和相对分子质量及其分布进行了表征。并测定了掺入质量分数为0.30%(固含量)的HP-SRA混凝土的减缩性能及应用性能。结果表明,当n(MPEGAA)∶n(MBDEGAA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1∶2.15∶2.15∶1.10时,水泥砂浆减缩率最高,水泥净浆流动度及其保持能力最佳。在不影响混凝土应用性能基础上,减缩基团的引入有利于提高混凝土的减缩性能。     

高性能聚羧酸减缩材料的研发(Ⅳ)——高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土性能的影响

通过对比研究了高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土拌合物的工作性能、力学性能、体积稳定性、早龄期开裂性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,HP-SRA在泵送混凝土拌合物中具有良好的减水效果和保坍性能;HP-SRA的添加对泵送混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度不会产生不利影响;HP-SRA对泵送混凝土的干燥收缩和早龄期自收缩具有抑制作用,能大幅提高或有效改善泵送混凝土的早龄期抗裂性能和抗氯离子渗透性能。     

高性能聚羧酸减缩材料的研发(Ⅳ)——高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土性能的综合评价

通过对比研究了高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土拌合物的工作性能、力学性能、体积稳定性、早龄期开裂性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：HP-SRA在泵送混凝土拌合物中具有良好的减水效果和保坍性能;HP-SRA的添加对泵送混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度不会产生不利影响;HP-SRA对泵送混凝土的干燥收缩和早龄期自收缩具有抑制作用,能大幅提高或有效改善泵送混凝土的早龄期抗裂性能和抗氯离子渗透性能。     

高性能聚羧酸减缩材料的研发(Ⅰ)——减缩活性单体MBDEGAA的合成与表征

以2-(2-丁氧乙氧基)乙醇(MBDEG)与丙烯酸(AA)为主要反应原料,通过酯化反应,合成了一种高性能聚羧酸减缩材料减缩活性单体2-(2-丁氧乙氧基)乙醇丙烯酸酯(MBDEGAA)。考察了原料配比、酯化温度、酯化时间、催化剂用量和阻聚剂用量对酯化反应酯化率的影响,用FTIR和1HNMR对减缩活性单体进行了结构表征。结果表明:当n(AA)∶n(MBDEG)=3∶1,在酯化温度为130℃,酯化时间为4.5 h,催化剂(PTSA)的质量分数w(PTSA)=3.0%,阻聚剂(对苯二酚)的质量分数w(对苯二酚)=2.0%时,2-(2-丁氧乙氧基)乙醇(MBDEG)与丙烯酸(AA)之间的酯化率最高,为91.20%。     

混凝土减缩剂(SRA)的作用机理

混凝土中减缩剂的加入能较显著的降低水溶液的表面张力,同时也降低了砂浆表面的塑性抗拉强度,增大了表面水份蒸发率,它对塑性收缩抗裂的效果取决于对塑性抗拉强度和毛细管收缩应力影响的权重;混凝土干燥收缩主要是胶凝材料中含有多余水量蒸发的结果。本文简述了减缩剂的作用机理。     

高性能聚羧酸混凝土减缩材料的合成与表征

以活性单体二甘醇单丁醚马来酸酐单酯(MBDEGMA)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯磺酸钠(SAS)与丙烯酸(AA)为主要原料,在水体系中通过共聚,制备了一种高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC).通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR)和高效凝胶色谱仪(GPC)测试,表征了高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)的分子结构和相对分子质量及其分布.测定了添加0.20％(固含量)高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)混凝土的减缩性能及其他各项性能.结果表明:当质均相对分子质量和数均相对分子质量分别为29000g·mol-和21000 g·mol-1左右时,高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)不仅具有优异的减缩性能,而且还具有良好的其他性能.当添加量为0.20％(固含量)时,混凝土28 d的减缩率为39％,减水率为35.7％,60 min后坍落度几乎无损失,抗压强度比空白混凝土提高了16.7％,实现了高效化和多功能化.     

减缩型聚羧酸系减水剂的制备及机理

为了减少混凝土的收缩开裂、促进减缩型聚羧酸系减水剂的发展和应用,采用水溶液自由基聚合法,将异戊烯基聚氧乙烯醚(IPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯酸丁酯(BA)等不饱和单体共聚合成了一种兼具分散性能和减缩性能的减缩型聚羧酸系减水剂(SR-PCE)。利用凝胶渗透色谱法和Fourier红外光谱法对SR-PCE的分子结构进行了表征,并对其减缩机理进行了分析。结果表明：所制备的SR-PCE的分子结构符合预先的设计;在保证优良分散性能的前提下,当SR-PCE分子结构中IPEG、AA和BA三者的摩尔比为1:5:4时,减缩性能最佳。SR-PCE发挥优良减缩作用的机理主要在于2个方面：首先,相比普通型聚羧酸系减水剂,SR-PCE可以进一步降低水溶液的表面张力;其次,SR-PCE可以减少水泥石孔溶液中水的蒸发速率,提高浆体对孔隙水的保持能力。     

减缩型聚羧酸减水剂提高混凝土早期抗裂性的作用研究

减缩型聚羧酸减水剂(SRPC)是一类兼具减缩与减水双重作用的新型混凝土外加剂,它对混凝土早期抗裂性的作用将影响其在工程中的应用。本文利用平板抗裂试验对比测试了掺SRPC、聚羧酸减水剂(PCE)及小分子减缩剂(SRA)的混凝土早期抗裂性,并通过对表面张力、收缩率、孔结构、水化热等参数的分析,讨论了SRPC影响混凝土抗裂性的作用机理。试验结果表明,尽管SRPC在掺量0.15%(质量分数)下的减缩效果弱于掺量1.5%(质量分数)的SRA,但SRPC表现出更佳的早期抗裂性能。机理分析表明,SRPC除了与SRA都是通过降低孔溶液表面张力及改变毛细孔结构从而减少混凝土的收缩外,还通过延缓水泥水化速率、降低早期水化放热量、抑制混凝土中水分蒸发等作用,改善混凝土的早期抗裂性。     

高分子减震材料的最新进展(一)

该文介绍了高分子减震材料今后的发展动向,应用减震制品的具体实例,对有关研究课题进行了讨论。     

高分子材料的环境行为与老化机理研究进展探讨

现如今,高分子材料在日常生活中应用十分广泛,而影响高分子材料的环境因素较多,如光、电、氧、水等。如何延缓高分子材料的老化,延长高分子材料的使用寿命备受科学界的关注和重视。本探讨主要围绕影响高分子材料的环境行为,高分子材料老化的表现,如何降低高分子材料的老化机理及现阶段高分子研究发展动态上,使人们对高分子材料有进一步的了解。     

纳米纤维素增强天然高分子材料的研究进展

总结了纳米纤维素晶体和纳米纤维素纤丝作为增强材料在天然高分子材料中的最新发展和应用。对比了生物质基纳米纤维素的原料来源、制备方法和形貌尺寸,总结2种纳米纤维素的性能特点,分类探讨了2种纳米纤维素对天然高分子材料的机械性能、阻隔性能、吸水性能和热稳定性的增强效果。纳米纤维素具有纳米尺度、高结晶性和形成氢键的能力,与基体高分子形成强大的氢键网络结构,可以显著提高基体材料的相关性能。纳米纤维素增强天然高分子材料在着重强调机械性能和阻隔性能的包装材料行业具有巨大发展潜力。     

聚羧(磺)酸系高性能减水剂作用机理及分子结构设计

综述了聚羧(磺)酸系高性能减水剂作用机理,讨论了作用机理与分子主、支链基团之间的关系;从分子单元结构出发,提出了高性能减水剂分类方法,指出了未来减水剂研究方向。     

应力作用下高分子材料的老化行为研究

从微观角度综述了应力影响高分子材料老化性能的现象,提出了应力引发材料老化的特殊性,并分析了其产生的原因,总结了应力引发材料老化的机理,讨论了应力与其他因素相结合对材料老化的影响,展望了其研究方向。     

氟硅防污剂的合成、复配及其作用机理研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为主要原料,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,石油醚作溶剂,合成了一种反应性氟硅聚合物(FMS),并与甲基硅树脂(TM-10)、聚硅氧烷(DH-40)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)复配制得抛光砖防污剂(FMS-SR)。用FTIR对FMS的结构进行了表征,研究了FMS防污作用机理。结果表明,当m(TM-10)/m(DH-40)=1.8时,FMS-SR石油醚溶液中FMS的最佳质量分数为3.4%,防污性能最佳;经FMS-SR处理后,抛光砖防污性能和耐磨性能分别达到5级和4级,水和液体石蜡在抛光砖表面的接触角分别达到109.5°和97°。     

有机硅高分子材料常用的阻燃剂及其阻燃机理

有机硅高分子材料常用的阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂与有机硅高分子材料不发生化学反应,只是以物理方式分散于基材中;反应型阻燃剂或作为有机硅高分子材料的单体,或作为辅助试剂参与合成有机硅高分子材料的化学反应,成为有机硅高分子材料结构的一部分。国内外已开发了许多用于橡胶和塑料的添加型有机阻燃剂,     

木质素改性聚羧酸减水剂研究(Ⅰ)——合成、表征与性能

以碱木质素和不饱和聚氧乙烯醚为原料,制得木质素改性聚氧乙烯醚单体(KL-TPEG),并以KL-TPEG为原料制得了一系列木质素含量不同的木质素基聚羧酸减水剂PCE-Ls。对PCE-Ls进行了结构表征,并以分散性、流变性及对混凝土抗压强度测试了PCE-Ls与普通聚羧酸减水剂(PCE-B)的性能差异。结果表明,PCE-Ls具有较好的表面活性和引气性能,5 min泡沫高度>50 mm,远高于PCE-B的20 mm。KL-TPEG质量浓度为50 g/L时,表面张力仅为36.01 mN/m。与传统聚羧酸减水剂PCE-B相比在分散性上差异不大,而PCE-Ls的初始流动度均高于300 mm;PCE-Ls分散的混凝土坍落度均在110 mm以上,具有较好的和易性。拟合模型表明,PCE-Ls分散的水泥浆体具有更低的屈服应力、更好的稳定性和更低的塑性黏度。     

聚羧酸系减水剂的构效关系及作用机理研究进展

简要回顾了减水剂的发展历程,从减水剂中侧链长短、阴离子电荷密度、羧基连接方式、主链聚合度等因素阐述了聚羧酸系高效减水剂的结构与性能关系,综述了其作用机理,提出了聚羧酸系减水剂今后的研究方向.     

基于天然高分子的可再生光刻材料及其光刻机理的研究进展

基于天然高分子的新型光刻材料与石油原料的传统光刻材料相比,不仅保留了高分辨率的光刻性能,还具有绿色可再生和无毒显影等优点。本文综述了天然高分子光刻材料中的蛋白类光刻材料和多糖类光刻材料,系统的总结了各种天然高分子光刻材料的优缺点。通过对不同材料光刻机理的深入研究,得出蛋白质光刻材料的光刻机理主要依靠辐射改变蛋白结构,使其溶解度在显影液中发生改变实现光刻;而天然多糖类光刻材料则主要依赖引入光响应基团实现光刻。最后本文对基于天然高分子的可再生光刻材料的现存问题进行了分析并对发展前景做出了展望。     

木薯羧甲基淀粉对Cu(Ⅱ)的吸附行为和机理

以机械活化60 min的木薯淀粉为原料,采用干法工艺合成羧甲基淀粉。研究了羧甲基淀粉对Cu(Ⅱ)的静态吸附行为和吸附热力学、吸附动力学性质,表征了产物结构,对吸附机理进行了探讨。结果表明,在考察条件下,羧甲基淀粉对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程和Langmuir方程;在303、313、323 K 3种温度下,羧甲基淀粉对Cu(Ⅱ)的吸附焓变ΔH、吸附自由能变ΔG、吸附熵变ΔS均为负值;CMS60对Cu(Ⅱ)的吸附是以颗粒内扩散为控制步骤。吸附机理是物理吸附、离子交换和配位综合作用的结果。     

“课程思政”融入高分子材料与工程专业课程的探索与实践——以《聚合物合成工艺学》为例

《聚合物合成工艺学》是高分子材料与工程专业的核心专业课程,具有工程性和应用性双重特点,担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,对高分子材料学科的发展起支撑作用。本文通过在教学目标、教学内容、课堂教学过程中充分融入课程思政教学元素,培养和提高学生在聚合物合成工艺学习中将理论技术研究成果转化成实际应用产品的工程技术能力,结合构建“过程性”的多维度课程思政考核评价体系,从而实现培养德智体美劳全面发展的应用型人才,达到更好地服务地方和区域经济发展的育人目的。