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聚羧酸系减水剂是继萘系、三聚氰胺系之后的新一代高效减水剂,由于其具有减水率高、分散保持性良好等众多优点己成为该领域国内外研究的一个热点。随着我国混凝土技术的发展以及对高质量现代建筑的要求,聚羧酸系减水剂必将成为建筑行业必不可少的重要组分之一,因此其合成和性能的研究也日益受到人们的关注。
本文在总结以往学者相关研究的基础上,探讨了酯类和醚类聚羧酸系减水剂的合成工艺以及侧链结构对其性能的影响,具体内容如下:
①以甲氧基聚乙二醇(MPEG)、丙烯酸(AA)为主要原料,先合成甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯大单体(MPEGAA),并考察了酸醇比、温度、时间、催化剂用量等因素对酯化反应酯化率的影响;再用自制活性大单体、丙烯酸以及甲基丙烯磺酸钠(MAS)等单体在水溶液中进行自由基聚合,合成了酯类聚羧酸系减水剂。从活性大单体的转化率和掺有该系列减水剂的水泥净浆流动度的等指标出发,探索了酯类聚羧酸系减水剂的最优合成条件。
②以烯丙基聚乙二醇(APEG)、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠等为主要原料,制备了醚类聚羧酸系减水剂,考察了反应条件对聚合物有效成分、分子量以及掺有该系列减水剂的水泥浆体分散性的影响,从而找出醚类聚羧酸系减水剂合成的最优条件。
在上述最优合成条件的基础上,制备了不同侧链长度的醚类聚羧酸系减水剂,研究侧链长度对醚类聚羧酸系减水剂分子量的影响,进而对不同分子量的聚羧酸系减水剂在水泥颗粒表面的吸附、水化等行为进行了研究,结果表明:聚合物的分子量与侧链长度并不呈线性关系;水泥颗粒对分子量及不同侧链结构聚合物的吸附具有选择性,分子量较高的单一侧链结构和分子量适中的复合侧链结构减水剂分子能被优先吸附在水泥颗粒表面,且在较长时间内仍能保持较好的吸附强度,同时发现该系列聚合物还能够显著延缓水泥的早期水化。
③以酯类聚羧酸系减水剂的最优合成条件为基础,改变共聚反应的配方,合成了一种新型保坍型聚羧酸系减水剂,并研究了反应条件对该系列减水剂分散以及保坍性能的影响。
④对比了自制的酯类、醚类及保坍型聚羧酸系减水剂与市售工业品之间的性能差异。