聚羧酸系高效减水剂的制备及性能研究
与传统减水剂相比，聚羧酸减水剂具有减水率和净浆流动度高及坍落度损失小等特性。分子结构为梳型的聚羧酸系减水剂因其减水率大、掺量低、保坍性好、增强潜力大等性能优势，可用于分子设计，近年来受到了国内外研究领域的广泛关注。减水剂是通过表面活性作用、络合作用、静电排斥力和立体排斥力等来阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构。通过对聚羧酸减水剂的应用研究能够实现减水剂的功能化设计，从而促进混凝土高性能化发展。
目前，国内聚羧酸系减水剂普遍采用聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯或烯丙基聚氧乙烯基醚作为大单体合成。前者合成工艺复杂，合成大单体所用的聚乙二醇单甲醚分子量难以控制，价格较贵。而后者中的烯丙基聚氧乙烯基醚的价格虽然较低，但反应活性也较低，同时，分子链没有水解的功能，因而具有很大的脆性，这表现在水泥水化初期减水率高，但保持性较差。本文通过选择活性更高的聚醚类大单体，选用两种不同分子量的大单体长侧链和多种功能性官能团合理搭配进行共聚，分析对比其结构与性能之间的关系，为减水剂的功能化设计提供依据。本文基于分子结构设计理论和自由基聚合理论，以两种不同分子量的甲代烯丙基聚乙二醇(TPEG)为大单体，马来酸酐(MAn)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酰胺(AM)等为小单体，在引发剂过硫酸铵(APS)的作用下多元共聚合成聚羧酸减水剂。系统地研究了反应温度，反应时间，引发剂和单体用量对减水剂净浆流动度、减水率、坍落度等性能的影响，探讨了聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系。并对减水剂进行混凝土试验，对硬化水泥浆体进行XRD测试，表征水化产物。研究结果表明:选择引发剂为单体总质量分数的3.0％，保持反应温度在80℃左右，反应时间为6h，大单体和小单体摩尔比为1:3时，所合成减水剂具有良好性能。与普通聚醚类减水剂相比，该聚羧酸高效减水剂具有较高的净浆流动度、减水率、强度等。当减水剂掺量为0.5％时，其净浆流动度达到315mm，而减水率可达35％。
聚羧酸高效减水剂;甲代烯丙基聚乙二醇;净浆流动度;减水率;功能化设计
武汉理工大学
硕士
化学工艺
魏铭
2012
中文
TU528.042.2
69
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）