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。     

线状聚羧酸高效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。     

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。     

新型聚羧酸系高效减水剂的合成实验研究

通过正交实验,得出聚合度不同的聚氧乙烯基烯丙酯大单体的最佳合成条件：采用丙烯酸与聚乙二醇的摩尔比为1．2：1．0,阻聚剂为聚乙二醇质量的0．40％,对甲苯磺酸用量为丙烯酸用量的10％,反应温度为95℃,在充分搅拌的情况下进行烯丙酯大单体的合成。通过对自由基共聚合的聚合工艺实验,找出了最佳共聚合工艺：n（MAS）：n（AA）：n（PA）=1．5：5．0：1．25,在85℃不断搅拌下反应时间4h得到聚羧酸系减水剂。将自制的聚羧酸减水剂按相关行业标准进行性能检测并与其它商品减水剂进行性能比较,结果表明,该减水剂除具有很高的分散性外,还具有控制坍落度损失小及抗压强度比高等优点。     

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%。     

一种聚羧酸型高效减水剂的试验研究

采用溶液共聚合成了一种聚羧酸型高效减水剂,对合成中影响减水剂性能的各种因素进行了分析;运用正交实验法,得出了合成该减水剂最佳配方和工艺条件;并研究了该减水剂对水泥净浆性能和混凝土性能的影响。结果表明,该产品掺量少(1.2%)、分散性能好(减水率25.4%)、混凝土性能高(抗压强度比178%)、不含甲醛等有害物,是一种良好的混凝土减水剂。     

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。     

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%。     

聚羧酸系高效减水剂的合成研究

以过硫酸铵为引发剂,在75℃下,pH为中性时,用马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、α-甲基丙烯酸(α-AA)和丙烯酸丁酯(BA)单体在水溶液下接枝共聚合成聚羧酸系高效减水剂。其性能与合成时采用的单体比例、温度、pH值、引发剂添加量和引发剂添加方法、水灰比等有关。通过实验发现,其中单体最佳比例为m(MA)/m(AMPS)/m(α-AA)/m(BA)=1︰8︰12︰1,pH值为中性,引发剂添加量为单体质量的10%,反应温度为75℃时得到的聚合物的性能最佳。通过性能检测发现,该减水剂具有优良的分散能力与流动保持性,它的减水率最高达到了28%(减水剂掺量为水泥质量的1%),水泥静浆流动度(扩展度)达到了197 mm以上,而且在60 min内几乎无坍落度损失,水泥浆体粘聚性好。     

缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

文章以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为主要原材料,过硫酸铵(APS)作为引发剂,通过正交原理方法合成聚羧酸减水剂。以水泥净浆流动度表征,得出最佳合成工艺:n(TPEG)∶n(AA)∶n(MAS)∶n(APS)=1∶2.0∶0.06∶0.20,反应温度为60℃,滴加反应时间为4 h。然后选做混凝土性能测试、红外光谱分析。研究表明,此工艺合成的聚羧酸减水剂具有良好的缓释效果。     

聚羧酸减水剂大单体的合成研究

本文聚羧酸减水剂大单体的合成研究,结果表明,PEG400与MAA官能团摩尔比1∶2.5、酯化反应温度95℃、反应5h、p-TSA用量为2％、HQ用量1％,单酯化率高达98.6％;大单体合成的减水剂性能测试中,减水剂掺入量0.2％,测得初始净浆流动度为280 mm,60 min后为220 mm,检测结果符合国标GB/T8077-2000.     

聚羧酸系减水剂大单体PEGMAA的制备

以甲基丙烯酸、聚乙二醇为主要原料,以甲苯为带水剂、对甲苯磺酸为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,通过酯化反应合成出甲基丙烯酸聚乙二醇单酯活性大单体.确定出最佳反应条件为:原料酸醇物质的量比为3.5: 1.0,催化剂对甲基苯磺酸的用量为3%(以聚乙二醇的质量计),阻聚剂对苯二酚的用量为1%(以甲基丙烯酸的质量计),温度为90 ℃,反应时间为6 h,合成出活性大单体的酯化率可高达99.1%.产品经酯化率的测定和IR结构表征,证明是目标产物.     

羧基改性聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以氯乙酸(CAA)为改性剂,对不同分子量的烯丙基聚乙二醇醚(APEG)进行封端制得羧基改性的APEGC,APEGC与异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)进行水溶液自由基共聚,合成聚羧酸减水剂(CPCE),并对其性能进行了测试。结果表明:羧酸基改性的APEG-500为最佳共聚单体,共聚体系中n(TPEG):n(APEGC):n(AA)的最佳配比为1.0:0.25:4.0,引发剂用量为单体总量的1.7%,合成的CPCE分散性好、保坍性高,对不同水泥及矿物掺合料的适应性好。     

功能型聚羧酸系减水剂的合成及其性能研究

本文选择异戊烯醇聚氧乙烯醚2400 (TPEG2400)为大单体,以丙烯酸(AA),丙烯酸羟乙酯(HEA),丙烯酰胺(AM)、乙烯基膦酸(VPA)等为共聚单体,通过一定条件下的自由基聚合反应,合成一种同时具有缓凝和保坍作用的功能型聚羧酸系减水剂(PC),并对其性能进行检测.试验结果表明:共聚体系中nTPEG2400∶ nAM∶ nAA∶ nHEA∶nVPA的最佳配比为1∶0.35∶0.85∶3.20∶0.12时,合成的PC具有较好的保坍性能,2h坍落度基本无损失;缓凝作用较为显著;对不同水泥的适应性良好,具有较好的应用前景.     

VPEG型聚羧酸减水剂的合成

VPEG型PCE是近10年发明的一种新的PCE,将成为今后国内外PCE研究的热点之一。以低温氧化还原引发体系合成VPEG型PCE,试验不同温度、Fe2+用量、AA∶VPEG摩尔比等条件对PCE性能的影响。合成的VPEG型PCE的减水率、混凝土工作性保持能力和强度明显优于TPEG型和HPEG型,与RHEOPLUS 410相当。     

聚羧酸系超塑化剂的合成及性能研究

以自制的大分子单体聚乙二醇(PEG,聚合度n=23,35,45)不饱和羧酸单酯(聚乙二醇顺丁烯二酸单酯和聚乙二醇丙烯酸单酯)及其它烯类单体为原料,过硫酸铵为引发剂,经共聚合反应得到了聚羧酸共聚物。研究了大分子单体种类和侧链长度对共聚物分散性、分散稳定性的影响。实验结果表明所合成的聚羧酸共聚物对水泥净浆具有优异的超分散性,在水灰比0.29及掺量0.3%时,水泥净浆流动度可达230 mm。     

梳型聚羧酸高效减水剂的合成和应用性能述评

介绍了梳型聚羧酸高效减水剂合成研究及对水泥应用上的高分散性能。梳型聚羧酸高效减水剂分为甲基丙烯酸类共聚物和马来酸酐类共聚物,介绍了合成梳型聚羧酸高效减水剂的主要组分大分子单体的制备、聚合和合成结构的控制方法。综合国内外的研究成果简要介绍了聚羧酸混凝土高效减水剂分子结构和性能的关系、测试和表征方法、对水泥颗粒的分散机理等。