酯类聚羧酸高性能减水剂的研究与应用

本文采用分子设计的方法,首先使用甲氧基聚乙二醇(MPEG)和甲基丙烯酸进行酯化反应合成大分子单体,然后与其他小分子单体进行自由基聚合,合成不同结构的酯类聚羧酸系高性能减水剂。本文研制的酯类聚羧酸系高性能减水剂(PC1)在保持砂浆流动度基本不变的条件下,减水率可达到36%;掺加PC1的混凝土坍落度损失小,混凝土抗压强度较空白样明显提高,3天抗压强度可提高200%,28天强度可提高100%。     

聚羧酸系高效减水剂的合成研究

在水溶液体系中以过硫酸盐为引发剂,用马来酸(MA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和聚乙二醇(EG)为单体接枝共聚合成减水剂,研究了不饱和单体的物质的量比、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素的影响,得出了合成聚羧酸系减水剂的最佳配比和合成条件,对该减水剂进行了性能试验,结果表明聚羧酸系减水剂具有优良的分散性能和保坍性,是一种高性能混凝土减水剂。     

顺丁烯二酸型聚羧酸减水剂的合成

以顺丁烯二酸聚乙二醇单甲醚酯(MPMA)为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚,合成出MPMA改性聚羧酸系减水剂;并研究了酯化时间与MPMA性能的关系、减水剂合成反应时间、MPMA含量等对聚羧酸系减水剂性能的影响,研究结果表明:在最佳条件下合成的减水剂固掺量为0.2%,水灰比为0.29时,净浆流动度为301 mm。     

新型聚醚大单体低温制备聚羧酸减水剂及其性能研究

采用新型聚醚大单体于低温条件,在氧化还原引发剂作用下发生自由基共聚反应,制得聚羧酸系高性能减水剂,并探讨了该反应的最佳工艺及温度对该聚羧酸减水剂性能的影响.试验结果表明,其最佳反应工艺参数为:酸醚比3.8,H2O2用量为总反应物的0.6wt％,还原剂甲醛次硫酸氢钠(FF6)用量为总反应物的0.12wt％,巯基乙酸(TGA)用量为总反应物的0.38wt％,反应起始温度为15℃,滴加45 min.保温一定时间后,所得减水剂分散性能较其他常用大单体所合成的减水剂更优.     

马来酰亚胺型聚羧酸系减水剂大单体的制备

以N-氨基甲酰马来酰亚胺(NCM)和氯代聚乙二醇单甲醚(CMPEG)为单体,在氢氧化钠作用下,合成N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM)减水剂大单体,并对MPNCM的结构进行表征。以净浆流动度和反应转化率为指标,考察了NCM/CMPEG摩尔比、引发剂用量、反应温度和反应时间等因素对净浆流动度和反应转化率的影响。结果表明:NCM/CMPEG摩尔比为1.2、引发剂用量(质量分数,下同)为0.8%、45℃反应4 h所制的大单体的分散性能较为适宜。以最佳反应条件制得的MPNCM与丙烯酸(AA)为原料,共聚合成聚羧酸系减水剂,并对聚羧酸系减水剂的减水性能和分散性能进行检测。结果表明:当聚羧酸系减水剂掺量为0.2%时,减水率达25.7%,混凝土净浆流动度为315 mm。     

大分子单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)的合成

以聚乙二醇单甲醚(MPEG-1200)与丙烯酸(AA)为主要原料,采用直接酯化法合成聚羧酸系高效减水剂大分子单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA).通过正交试验确定各单体的用量.结果表明:n(AA)/n(MPEG)=3.5∶1,阻聚剂对苯二酚用量(以占MPEG与AA总质量分数计)为1.2％,催化剂对甲苯磺酸用量(以占从质量分数计)为5.5％,酯化反应温度为95℃,酯化反应时间为6h是合成大分子单体的最佳酯化工艺条件.以最佳酯化工艺条件合成的大单体为原料制备的MPEGAA-AA-AMPS聚羧酸高效减水剂,具有良好的分散性和分散保持性.当掺量(折固掺量)为0.15％时,水泥净浆初始流动度达300 mm,经过1h时为315mm,2h后仍保持在290 mm.     

一种聚羧酸减水剂单体聚醚的精制及应用

聚羧酸减水剂单体聚醚的精制就是将反应过程中引入体系的催化剂钾钠离子除去,使产品中的钾钠离子达到10ppm以下。对聚羧酸减水剂单体聚醚的精制进行了研究,探索了单体聚醚的精制工艺条件。通过大量实验数据筛选,得到聚羧酸减水剂单体聚醚的精制条件为:采用磷酸作为中和剂,且磷酸∶Na H(物质的量比)=1.15～1.30时,钾钠离子总量和产品pH值指标均合格。将精制后的单体聚醚与未精制的单体聚醚在同等条件下合成聚羧酸减水剂,对比结果为:精制后的单体聚醚合成的聚羧酸减水剂的性能得到了更大的提升。     

一种高性能聚羧酸减水剂的合成研究

以聚乙二醇单甲醚1200(MPEG1200)与丙烯酸(AA)为原料,在无溶剂条件下进行酯化法,成功制备了丙烯酸聚乙二醇单甲醚1200酯(AA-MPEG1200)大单体。并以所合成的大单体与甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等不饱和单体在过硫酸铵(APS)引发下共聚,合成聚羧酸减水剂。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:即MAA/AA∶MPEG-AA为4∶1,AMPS∶MPEG-AA为0.4∶1,SAS∶MPEG-AA=0.6∶1,APS用量为单体总质量的5%;反应温度为80℃、反应时间为8 h。所合成的聚羧酸减水剂具有良好的分散性和保塑性。     

线型聚羧酸陶瓷减水剂的合成及应用研究

通过对羧酸系减水剂与粘土作用机理的分析,按照DLVO双电层理论和空间位阻理论进行聚羧酸系陶瓷减水剂的分子设计,选用丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,通过水溶液调节共聚合的方法合成了一种线型聚羧酸系高效陶瓷减水剂。研究了单体配比、引发剂种类及用量、反应时间及反应温度等因素对减水剂结构和性能的影响。结果表明,在温度为80℃条件下以过氧化物为引发剂,AA∶MAS摩尔配比为3∶1,反应5小时,减水剂的性能最佳,在添加量为0.4%～0.6%范围内,其减水率可达32%。     

聚羧酸系水泥减水剂的合成及性能

以丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯磺酸钠(SMS)、甲基丙烯酸(MMa)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(P23MM)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,进行水溶液自由基共聚,合成聚羧酸系水泥减水剂。以初始净浆流动度为考察指标,通过正交和单因素实验,确定合成聚羧酸系水泥减水剂的最佳工艺条件:APS用量为0.9%,n(P23MM)∶n(SMS)∶n(MA)∶n(MM a)=20∶8∶15∶47,反应温度80℃,反应时间8 h。合成的聚羧酸系水泥减水剂在低掺量(0.6%)、低水灰比(W/C=0.3)时,初始净浆流动度可达253 mm,2 h后净浆流动度仍有248 mm;减水剂水溶液(1%)的表面张力为53.88 mN/m,最优化条件下合成的减水剂水溶液为假塑性流体。     

马来酸酐、马来酸二丁酯和丙烯酸共聚物的合成及其对SiC减水性能研究

根据减水剂作用机理,用马来酸酐、马来酸二丁酯和丙烯酸为原料,合成了其三元共聚物的钠盐（PMMANa）,探讨了合成条件对聚合物减水性能的影响,用正交实验确定了最佳合成条件：单位配比酯∶酐∶酸为3∶4∶4,引发剂用量为2%,单体总量为20%,温度为70℃,链转移剂用量为3.0%。最佳合成条件下制备的PMMANa减水率为35.19%,其减水效果高于阴离子型减水剂PAANa。     

活性炭负载磷钨酸催化合成硬脂酸乙酯

研究以活性炭负载磷钨酸为催化剂合成硬脂酸乙酯,考察了催化剂种类和用量、酸醇物质的量比、反应时间和带水剂对酯化反应的影响。结果表明,在酸醇物质的量比为1:8、催化剂用量1.2 g,为反应物总质量的5.22%(磷钨酸质量分数为1.95%)、带水剂为环己烷、反应温度(80～85)℃和反应时间4 h的条件下,酯化率可达85.57%。     

酸-碱-酸-碱工艺合成脲醛树脂

以酸-碱-酸-碱工艺合成一种聚乙烯醇(PVA)、三聚氰胺改性脲醛树脂,研究了原料配比、pH值、反应时间等对产品性能的影响。结果发现,当n甲醛:n尿素=1.6:1,聚乙烯醇加入量为甲醛和尿素总质量的1%,三聚氰胺加入量为甲醛和尿素总质量的3%,酸性条件下pH=5.5,碱性条件pH=8.5～9.0,反应温度为80℃左右时,合成的脲醛树脂的机械强度较好,游离甲醛的含量较低。     

甲基丙烯酸高碳链混合醇酯合成及制备吸油树脂的研究

用正交试验法考察了甲基丙烯酸和高碳链混合醇直接酯化合成甲基丙烯酸混合醇酯的工艺条件。其酯化反应的工艺条件为：酸醇量比为1.2：1,w（催化剂）为1.5%,w（阻聚剂）为0.5%,反应温度130℃,反应时间4h,空气流速为0.16L/min。用甲基丙烯酸高碳链醇酯为单体,1,4-丁二醇二丙烯酸酯为交联剂,过氧化苯甲酰为引发剂,聚乙烯醇为分散剂,采用分散聚合法制备了具有吸油性能的甲基丙烯酸高碳链混合醇酯共聚树脂,并用均匀设计试验法优化了聚合合成工艺条件：w（交联剂）为1.2956%,w（引发剂）为1.0298%,w（分散剂）为0.2374%,反应温度88℃,该聚合物的吸油倍率最大值为16.0340g柴油/g树脂。     

聚羧酸型减水剂低温合成工艺研究

采用高锰酸钾/草酸（PMn/OX）氧化还原引发体系,以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯（PEMA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠（AAMA）、甲基丙烯酸（MA）为单体,实验确定了低温合成聚羧酸型减水剂的最优工艺.实验表明,在室温条件下,PMn/OX用量占PEMA的2％,n（PEMA）∶n（AAMA）∶n（MA） =1∶0.5∶3.5时制备的聚羧酸减水剂,在掺量为0.5％,水灰比为0.3时,水泥净浆流动度可达268 mm,1h坍落度为205 mm.     

魔芋粉接枝丙烯酸超强吸水剂合成工艺优化

采用均匀设计法,对魔芋粉接枝丙烯酸超强吸水剂合成工艺进行优化。最佳合成工艺条件是：单体量（单体,魔芋粉）10．9、引发剂量（引发剂／魔芋粉）5．08％、反应温度66．2℃、单体中和度78．7％、交联剂量（交联剂／魔芋粉）1．43％、反应时间2．51h。产物吸水率为685．3g/g,吸盐水率306．5g／g（自来水）。     

纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3催化合成尼泊金酸丁酯

以纳米固体超强酸SO^2-₄/Fe₂O₃为催化剂,催化尼泊金酸与正丁醇的酯化反应,合成尼泊金酸丁酯。较适宜的反应条件为：尼泊金酸25 mmol,n（尼泊金酸）∶n（正丁醇）=1∶4,催化剂加入量为反应物总质量的2%,甲苯5 mL,温度（122～124） ℃,反应4 h,酯化率达92.4%。     

聚醚羟值测定方法的改进

针对聚醚多元醇羟值测定方法中存在的一些问题,对乙酸酐–丙酮法进行了改进,提高其测定稳定性和可靠性,可实现对羟值测定条件的改进和测定环境的改善。通过对水解条件和酰化条件的研究,确定了测定条件,并对此方法的重复性和适用范围进行了考察。实验结果表明:控制不同的取样量,酰化剂中添加定量(乙酸酐质量的15%)对甲苯磺酸,在水浴温度(52±1)℃下酰化回流40 min,水解30 min,用此方法测定聚醚高低不同的羟值,均可保证测定结果有较高的准确度和较好的重复性。     

醚类聚羧酸系高性能减水剂的研究与应用

按照分子设计和正交实验的方法,采用甲基烯丙基聚醚单体,与其他小分子单体进行自由基聚合,合成具有不同分子结构的醚类聚羧酸系高性能减水剂。研究结果表明,最佳聚合工艺参数为：丙烯酸与甲基烯丙基聚醚的摩尔比为3.5,引发剂用量为0.5%,温度为70℃。使用合成的样品进行了水泥净浆、水泥砂浆和混凝土实验。该合成样品经工业放大和复配后的产品DK-PC聚羧酸高性能减水剂已应用于实际工程,效果良好。     

甲烷磺酸催化合成7-羟基-4-甲基香豆素

以甲烷磺酸为催化剂,乙酰乙酸乙酯和间苯二酚为原料,通过Pechmann缩合反应合成7-羟基-4-甲基香豆素。考察了原料配比、催化剂用量和反应温度对产品收率的影响,得到了较适宜的反应条件。在120 ℃,催化剂用量为间苯二酚物质的量的7.5%和n(乙酰乙酸乙酯)∶n(间苯二酚)=1.25∶1条件下,反应（9.5~10） min,产品平均收率为91.5%,并对产品进行了IR表征。