聚羧酸系减水剂的合成原理及方法
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
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浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺近几十年来,我国的混凝土工程技术取得了很大进步,高性能混凝土、自密实混凝土的应用越来越广泛,因此,对高效减水剂的要求也越来越高。
聚羧酸系高效减水剂是近几年发展的新型高效减水剂,其主要成分为聚羧酸盐或脂的聚合物,其分散能力强,减水率高,对水泥的适应性好,将是今后高效减水剂研究和发展的重点。
研究开发新型的聚羧酸系减水剂受到国内外广泛关注,代表了高效减水剂的主要发展方向。
1、聚羧酸系高效减水剂的作用机理聚羧酸系减水剂由于其优异性能而引起业内广泛的关注。
为了有效开发这一类型的减水剂,对其减水机理的研究非常重要。
减水剂分散减水机理主要包括以下几个方面。
1.1水化膜润滑作用。
聚羧酸减水剂由于分子结构中存在具有亲水性的极性基,可使水泥颗粒表面形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜。
水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构,释放包裹于其中的拌合水,使水泥颗粒充分分散,并提高了水泥颗粒表面的润湿性,同时对水泥颗粒及骨料颗粒的相对运动具有润滑作用,所以在宏观上表现为新拌混凝土流动性增大,和易性好。
1.2静电斥力作用。
水泥颗粒的稳定性主要由静电斥力和范德华引力的平衡来决定。
减水剂加入到新拌混凝土中,其中的负离子就会在水泥粒子的正电荷的作用下定向吸附在水泥颗粒表面,形成扩散双电层的离子分布,使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,产生静电斥力,使水泥颗粒絮凝结构解体,颗粒相互分散,释放出包裹于絮团中的自由水,从而有效地增大拌合物的流动性。
1.3空间位阻作用。
一般认为所有的离子聚合物都会引起静电斥力和空间位阻斥力两种作用力,聚羧酸类减水剂吸附在水泥颗粒表面,虽然使水泥颗粒的负电位降低较小,静电斥力较小,但是由于其主链与水泥颗粒表面相连,支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层,从而具有较大的空间位阻斥力,所以在掺量较小的情况下便对水泥颗粒具有显著的分散作用。
1.4引气隔离“滚珠”作用。
聚羧酸减水剂配方
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聚羧酸减水剂配方摘要:采用自由基水溶液共聚方法合成聚羧酸减水剂。
通过正交试验考察不同配方时所合成的聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度及经时损失的影响,确定不同侧链长度聚羧酸减水剂的最佳合成配方。
关键词:聚羧酸减水剂;水泥净浆;流动度;配方聚羧酸型减水剂分子链上具有较多的活性基团,主链上连接的侧链较多,分子结构自由度大,高性能化潜力大,因此聚羧酸型减水剂是近年来国内外研究较为活跃的高性能减水剂之一,同时也是未来减水剂发展的主导方向。
本文采用聚合度分别约为9、23、35的自制聚氧乙烯基烯丙酯大单体(PA)分别与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠在引发剂过硫酸铵作用下进行自由基水溶液共聚反应,得到不同侧链长度的聚羧酸减水剂,分别记为JH9、JH23、JH35。
通过正交试验分析考察单体及引发剂用量不同时所合成的聚羧酸减水剂对水泥净浆初始流动度及流动度经时损失的影响,确定不同侧链长度聚羧酸减水剂的最佳配方。
并分析在最佳合成配方下合成的不同侧链长度的聚羧酸减水剂对水泥净浆的初始流动度及经时损失的影响。
1 实验1.1 原材料丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)均为市售化学试剂;聚氧乙烯基烯丙酯大单体,自制,其聚合度分别约为9、35;水泥,P.O42.5R,重庆腾辉江津水泥厂产。
23、1.2 聚羧酸减水剂的合成方法甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯基烯丙酯大单体将丙烯酸、分别用去离子水配成浓度为20%的水溶液。
在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中分批滴加单体及引发剂,滴加完毕后在75?下保温反应一定时间。
反应结束后,用浓度为20%的NaOH水溶液调节PH值至7,8,得到浓度约为20%的黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
1.3 正交试验设计采用正交试验方法,通过改变丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、聚氧乙烯基烯丙酯大单体(PA)、过硫酸铵(APS)4个因素的用量,考察四因素在三水平下合成的聚羧酸减水剂对水泥净浆初始流动度及流动度经时损失的影响,从而确定聚羧酸减水剂的最佳合成配方。
聚羧酸系减水剂的聚合反应工艺及动力学
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聚羧酸系减水剂的聚合反应工艺及动力学摘要:提供了用水溶液聚合法制备羧酸系高效减水剂的方法,以马来酸酐与聚乙二醇酯化生成聚乙二醇羧酸酯大分子单体,然后加入2 - 丙烯酰胺- 2 - 甲基丙烯磺酸钠和甲基丙烯酸,在过硫酸盐的引发下共聚得到聚羧酸系减水剂。
研究了共聚单体的配比,测定了反应温度、时间对反应的关系,确定了反应速度常数,得到了聚合过程的动力学方程。
聚羧酸盐混凝土减水剂是一种新型的化学高效减水剂,与传统的萘系减水剂相比,它具有低掺量、高减水、高保塌、高增强、与水泥适应性强、生产和使用无污染等优点,在日本等发达国家已得到广泛应用[ 1 ]。
在我国还只有少数厂家生产聚羧酸盐混凝土减水剂,因而目前在混凝土工程上大量使用的还是萘系减水剂[ 2 ]。
本研究以高分子材料分子设计原理为指导,以绿色化学为基础,综合利用DLVO电荷排斥效应、Mackor空间位阻效应以及浸透润湿作用在梳型聚合物主链上引入一定比例的官能团如羧基(—COOH)、磺酸基(—SO3H)等来提供电荷斥力,同时在支链上引入多个聚氧烷基烯类基团[ —(CH2 CH2O)m —R ] ,其醚键的氧与水分子形成强力的氢键,并形成亲水性立体保护膜,该保护膜既具有分散性,又具有分散保持性[ 3 ]。
通过调整聚合物主链上各官能团的相对比例、聚合物主链和接枝侧链长度以及接枝数量的多少,达到结构平衡的目的[ 4 ]。
在进行聚羧酸系减水剂的合成试验中,探讨出最佳工艺条件,得到了聚合阶段的反应动力学方程。
1 实验部分1.1 工艺流程聚羧酸系减水剂合成工艺流程如图1所示1.2 反应方程式第一步,马来酸酐(MA)与聚乙二醇( PEG)酯化。
第二步,马来酸聚乙二醇酯大分子单体与甲基丙烯酸(MAA)、2 - 丙烯酰胺基- 2 -甲基丙烯磺酸钠(AMPS)共聚。
1.3 合成方法先以一定侧链长度的聚乙二醇跟过量的马来酸酐在通氮条件下反应生成混合单体( P A)n,如用分子量为400, 1 000,2 000,6 000的聚乙二醇时,其聚合度(通常称为链长n)分别为9、23、45、136,生成的混合单体分别记为PA9, PA23, PA45, PA136。
聚羧酸减水剂生产工艺
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聚羧酸减水剂生产工艺(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--聚羧酸减水剂生产工艺一、引言一般认为,减水剂的发展分为三个阶段:以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段;以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂有很多特点:1.在合成工艺上,聚羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合成,因此该类减水剂的合成原料非常之多,通常有聚乙二醇、(甲基)丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚等。
2.在分子结构上,聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线形梳状结构,而不是传统减水剂单一的线形结构。
该类减水剂主链上聚合有多种不同的活性基团,如羧酸基团(—COOH)、羟基基团(—OH)、磺酸基(—SO3Na)等,可以产生静电斥力效应;其侧链带有亲水性的非极性活性基团,具有较高的空间位阻效应。
由于其广泛的原料来源,独特的分子结构,故而具有前两代减水剂不可比拟的优点,加上在合成过程中不使用甲醛,属绿色环保产品,因此,已成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。
但是,也许是涉及技术秘密,目前该领域的研究成果报道较少,尤其是聚羧酸系高性能减水剂的合成工艺。
因此,本文在此予以简介之。
二、聚羧酸系高性能减水剂合成工艺简介。
聚羧酸系高性能减水剂目前主要存在聚酯类和聚醚类两大主流产品。
聚酯类:包括酯化和聚合两个过程。
聚醚类:只有聚合一个过程。
(一)、聚酯类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺。
1、合成工艺简图冷凝器去离子水↓↓聚乙二醇过硫酸铵↓→→→→→→酯化→→→→→计量槽→→聚合中和成甲基丙烯酸→→→→→→→→→→反应→→→→→计量槽→→反应反应品↑↑↑↑去离子水氢氧化钠2、反应过程如下:(1)、酯化反应(制备大单体):计量聚乙二醇1200料3960kg,将其在水浴中溶化,加入反应釜内,同时加入甲基丙烯酸1140kg,以及小料1份(对苯二酚:、吩噻嗪:),升温至90℃,加入浓硫酸,继续升温至120℃,保持小时,后充氮气2小时,(6㎡/时,每30分钟充1瓶,共4瓶),反应完成,得到减水剂中间大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和水。
聚羧酸减水剂母液配方
![聚羧酸减水剂母液配方](https://img.taocdn.com/s3/m/eed798f90408763231126edb6f1aff00bed570c9.png)
聚羧酸减水剂母液配方聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土添加剂,可以显著降低混凝土的水泥用量,改善混凝土的工作性能和耐久性。
聚羧酸减水剂母液是聚羧酸减水剂的一种浓缩形式,通过稀释后添加到混凝土中起到减水增稠的作用。
本文将从配方的角度介绍聚羧酸减水剂母液的制备方法及其配方的调整。
一、聚羧酸减水剂母液的制备方法聚羧酸减水剂母液的制备方法主要包括以下几个步骤:首先,选择合适的聚羧酸减水剂,通常根据混凝土的性能要求和施工条件来选择适当的减水剂。
其次,将聚羧酸减水剂加入到水中,并通过搅拌使其充分溶解。
最后,经过过滤和调整pH值等工艺步骤,得到聚羧酸减水剂母液。
二、聚羧酸减水剂母液的配方调整聚羧酸减水剂母液的配方调整是为了满足不同混凝土的使用要求。
在进行配方调整时,需要考虑以下几个因素:1. 减水剂用量:根据混凝土的强度要求和施工工艺,合理确定减水剂的用量。
减水剂的用量过多会导致混凝土流动性差,用量过少则无法达到减水的效果。
2. 凝胶时间:凝胶时间是指混凝土从开始搅拌到开始凝胶的时间。
根据混凝土的施工要求,可以适当调整凝胶时间,延长或缩短凝胶3. 增稠效果:聚羧酸减水剂母液可以增加混凝土的黏稠性和塑性,提高抗渗性能。
在配方调整时,可以根据混凝土的用途和要求,调整增稠效果。
4. 其他性能调整:聚羧酸减水剂母液还可以通过添加其他助剂来调整混凝土的性能,如增加抗裂性能、改善耐久性等。
聚羧酸减水剂母液的配方优化是为了提高混凝土的性能和施工效果。
在配方优化中,需要考虑以下几个方面:1. 减水效果与黏稠性之间的平衡:减水剂的添加可以降低混凝土的水胶比,提高混凝土的强度和耐久性。
但是减水剂的添加也会使混凝土的流动性增加,降低混凝土的黏稠性。
因此,在配方优化时,需要平衡减水效果和黏稠性,以达到最佳的施工效果。
2. 凝结时间的控制:凝结时间的控制是为了满足不同施工工艺和混凝土的要求。
在配方优化时,可以通过调整凝结时间来适应不同的施工条件。
聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇
![聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇](https://img.taocdn.com/s3/m/0c70735f00f69e3143323968011ca300a6c3f6f7.png)
聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究1聚羧酸减水剂是一种新型的高效混凝土减水剂,与传统的磺酸盐减水剂相比,具有优异的减水效果和低泌水率特性。
其主要成分是聚羧酸及其改性产物,可以通过复杂的化学反应过程进行合成。
本文将介绍聚羧酸减水剂的合成方法,并对其引气和早强性能进行研究。
一、聚羧酸减水剂的合成方法1. 聚合法聚合法是一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下:首先将单体与引发剂混合,在所需温度下进行聚合反应,得到聚羧酸。
然后将聚羧酸与交联剂混合,进行交联反应,最终形成聚羧酸减水剂。
聚合法合成的聚羧酸减水剂具有分子量大、结构稳定的特点。
但该方法存在聚合反应难控制、引发剂残留等问题。
2. 缩合反应法缩合反应法是另一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下:将羟基聚氧化物和羧酸混合反应,使其发生缩合反应,得到聚羧酸酯。
再将聚羧酸酯与羧酸混合反应,得到聚羧酸减水剂。
缩合反应法合成的聚羧酸减水剂具有结构简单、反应温和等优点,但副反应简单易失活、成本较高等问题。
综合比较,聚合法和缩合反应法各有优缺点,应根据实际情况选择合适的方法进行合成。
二、聚羧酸减水剂的引气性能研究引气是混凝土中的微气泡,可以降低混凝土的密实度和提高其抗冻性、耐久性等性能。
聚羧酸减水剂可以通过控制化学结构实现引气作用。
目前较为常用的引气剂是联苯甲酸类聚羧酸减水剂,其引气机理是气泡在混凝土中的生成、扩散和稳定。
由于聚羧酸减水剂中与引气作用相关的络合基团结构不同,引气性能也有差异。
研究表明,以亲水性较高的羟基带有醛基的聚羧酸为基础的聚羧酸减水剂引气性能较好,可获得满意的减水效果和引气效果。
同时,引气剂的加入量、混凝土的水胶比和气孔度等因素也会影响聚羧酸减水剂的引气性能。
三、聚羧酸减水剂的早强性能研究早强是指混凝土在一定养护期内表现出的强度发展速度。
聚羧酸减水剂中常常添加缓凝剂,可以充分利用其多种羧酸基团作用,实现早强效果。
聚羧酸减水剂生产工艺
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二、聚羧酸系高性能减水剂合成工艺简介。
聚羧酸系高性能减水剂目前主要存在聚酯类和聚醚类两大主流产品。聚 酯类:包括酯化和聚合两个过程。聚醚类:只有聚合一个过程。
(一)、聚酯类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺。
(3)、中和反应,将反应好的聚合物降温至50C以下,边搅拌边加入片 碱100kg,调节PH值6—乙反应完成,得到含固量为30%勺聚酯类聚羧酸系高 性能减水剂成品。
(二)、聚醚类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺
(1)、合成工艺简图:
聚合反应―中和反应―成品
(2)、反应过程如下:
1、聚合反应:计量维生素C:,疏基乙酸:,配以580kg去离子水,泵 入滴定罐A备用,是为A料。计量丙烯酸,配以44kg去离子水,泵入滴定罐B备用,是为B料。往反应釜内加入去离子水930kg,烯丙醇聚氧乙烯醚1800kg,由室温升至55C,加入双氧水(配114kg去离子水),同时滴定A B料,B料3小时滴定完,A料小时滴定完,保温1小时。(温度控制60±2C)。
聚羧酸减水剂生产工艺
一、引言
一般认为, 减水剂的发展分为三个阶段: 以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减 水剂阶段; 以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段; 以聚羧酸系为代表的第三代 高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂有很多特点:1.在合成工艺上,聚 羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合 成,因此该类减水剂的合成原料非常之多,通常有聚乙二醇、 (甲基)丙烯酸、 烯丙醇聚氧乙烯醚等。2.在分子结构上, 聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线 形梳状结构, 而不是传统减水剂单一的线形结构。 该类减水剂主链上聚合有多种 不同的活性基团,如羧酸基团(一COOH羟基基团(一0H、磺酸基(一S03Na等,可以产生静电斥力效应;其侧链带有亲水性的非极性活性基团,具有较高的 空间位阻效应。由于其广泛的原料来源,独特的分子结构,故而具有前两代减水 剂不可比拟的优点,加上在合成过程中不使用甲醛,属绿色环保产品,因此,已 成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。
专家解析聚羧酸系减水剂作用机理及制备原理
![专家解析聚羧酸系减水剂作用机理及制备原理](https://img.taocdn.com/s3/m/3993fd0f974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29a4.png)
专家解析聚羧酸系减水剂作用机理及制备原理我们知道,目前聚羧酸减水剂在混凝土工程中的应用越来越广泛。
聚羧酸减水剂与传统的减水剂萘磺酸和磺化三聚氰胺缩合物相比,他们能在低掺量下赋予混凝土高分散性、流动性及高分散体系稳定性防止坍落度损失。
同时,工业萘价格上涨、萘系减水剂生产周期长、环境污染严重等问题日益突出也使聚羧酸系减水剂的应用势在必行。
不过你知道聚羧酸系减水剂作用机理及制备原理有关聚羧酸减水剂研究进展特别是对该类减水剂制备原理、作用机理、等方面综述报道较少。
青岛鼎昌小编现在邀请专家对聚羧酸系减水剂的制备原理、作用机理、发展前景等方面研究进展做一综述。
1、聚羧酸系减水剂制备原理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物,在水溶液中,通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。
主要原料:甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等,在聚合过程中可采用的引发剂为:过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰;链转移剂有:3-巯基丙酸、巯基乙酸以及异丙醇等。
合成方法:在配有电动搅拌器、温度计、滴液装置的反应容器中,通过缓慢滴加聚合单体溶液、引发剂溶液和链转移剂溶液。
在选用聚合单体时,应充分考虑其竞聚率。
反应温度可根据具体的反应单体类型来决定,一般可以选择0-60℃这一温度区间内的温度作为反应温度。
在1-2小时内滴加完单体溶液,继续保温反应1h,补水(中和)后出料。
2、聚羧酸系减水剂作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂,具有许多突出的优点,但其作用机理目前尚未完全清楚,以下是其中的一些观点:(1)缓凝作用,主要由于羧基充当了缓凝成分,R-COO~与Ca2 离子作用形成络合物,降低溶液中的Ca2 离子浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,延缓了水泥水化。
聚羧酸减水剂的掺量
![聚羧酸减水剂的掺量](https://img.taocdn.com/s3/m/6a2e06e0b1717fd5360cba1aa8114431b80d8e40.png)
聚羧酸减水剂的掺量聚羧酸减水剂的掺量【引言】聚羧酸减水剂是一种广泛应用于混凝土工程中的化学添加剂,它能够显著降低混凝土的水泥用量、提高流动性和强度,被誉为现代混凝土技术的革命性进展。
然而,正确的聚羧酸减水剂掺量选择对于混凝土工程的质量和性能至关重要。
本文将从深度和广度两个方面对聚羧酸减水剂的掺量进行全面评估,为读者提供深入理解和灵活应用聚羧酸减水剂的指导。
【深度:聚羧酸减水剂的工作原理】在混凝土中,水泥颗粒之间存在着静电排斥力和极化作用,这使得混凝土难以流动和维持一定的强度。
而聚羧酸减水剂作为一种表面活性剂,在混凝土中形成了一层吸附膜,能够改善水泥颗粒之间的相互关系,降低内部摩擦力,使混凝土更易于流动和流平,从而提高施工性能。
聚羧酸减水剂还能与水泥颗粒发生化学反应,形成致密的凝胶,有效填充孔隙,提高混凝土的强度和耐久性。
【深度:聚羧酸减水剂的掺量影响因素】聚羧酸减水剂的掺量选择受多个因素的影响,包括混凝土的配合比、施工环境条件、预期的混凝土性能等。
一般来说,随着聚羧酸减水剂掺量的增加,混凝土的流动性和工作性会显著改善,然而过量的添加会导致混凝土流动性过大、气泡过多,影响混凝土的强度和耐久性。
在实际应用中,需要综合考虑多个因素来选择适宜的掺量。
【深度:聚羧酸减水剂的掺量测定方法】确定聚羧酸减水剂的掺量需要借助实验室测试和实际生产中的经验。
常见的掺量测定方法包括塔巴试验、稀释法、电导率法等。
这些方法能够通过测定混凝土的流动性、坍落度和电导率等指标,来评估聚羧酸减水剂的效果和适宜的使用量。
【广度:聚羧酸减水剂掺量的应用实例】1. 根据混凝土的预期性能选择掺量:需要保证较高强度的混凝土,在掺量上应该适当增加聚羧酸减水剂的使用量,以提高强度和耐久性。
2. 根据施工环境条件选择掺量:当施工温度较高或水泥含水率较高时,聚羧酸减水剂的掺量应适当增加,以提高流动性和减少开裂的风险。
3. 根据经验选择掺量:在实际生产中,经验和试验结果是选择聚羧酸减水剂掺量的重要依据。
创新报告聚羧酸减水剂
![创新报告聚羧酸减水剂](https://img.taocdn.com/s3/m/3dd9b89f294ac850ad02de80d4d8d15abe23000c.png)
创新报告聚羧酸减水剂
一、聚羧酸减水剂简介
聚羧酸减水剂是一种特殊的结构改性复合防水材料,主要是通过特殊
的结构改性和形成的网状结构,使聚羧酸减水剂具有非常高的吸水性和吸
湿性,有效地减少水分的出现和流动性,从而起到防水效果。
聚羧酸减水剂可以用来处理水溶液中的水分,使水溶液的相对含水量
降低,从而降低其对物料的溶解性,起到控制水分的作用,提高产品湿法
处理的效果。
因此,聚羧酸减水剂的应用越来越广泛,在化工过程中起到
了重要的作用。
二、聚羧酸减水剂的制备
聚羧酸减水剂是一种特殊的结构改性材料,制备时主要需要使用烃类
和芳烃类的酸,并以此为原料进行特殊结构改性网状制备。
1、烃类酸:烃类酸可以是烷酸、苯甲酸、芳香族酸等,以烷酸为例,烷酸在原料配方中扮演着重要的角色,可以形成一种特殊的网状结构,使
聚羧酸减水剂具有非常高的吸水性和吸湿性。
2、芳烃类酸:芳烃类酸是指以芳香族化合物为原料的有机酸,包括
芳香族醇酸、芳烃酸类和油脂酸类,它们在聚羧酸减水剂制备中可以充当
嵌段结构的构成部分,以增强其特殊结构的稳定性,从而提高减水剂的性。
聚羧酸减水剂生产工艺
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聚羧酸减水剂生产工艺一、引言一般认为,减水剂的发展分为三个阶段:以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段;以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂有很多特点:1.在合成工艺上,聚羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合成,因此该类减水剂的合成原料非常之多,通常有聚乙二醇、(甲基)丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚等。
2.在分子结构上,聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线形梳状结构,而不是传统减水剂单一的线形结构。
该类减水剂主链上聚合有多种不同的活性基团,如羧酸基团(—COOH)、羟基基团(—OH)、磺酸基(—SO3Na)等,可以产生静电斥力效应;其侧链带有亲水性的非极性活性基团,具有较高的空间位阻效应。
由于其广泛的原料来源,独特的分子结构,故而具有前两代减水剂不可比拟的优点,加上在合成过程中不使用甲醛,属绿色环保产品,因此,已成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。
但是,也许是涉及技术秘密,目前该领域的研究成果报道较少,尤其是聚羧酸系高性能减水剂的合成工艺。
因此,本文在此予以简介之。
二、聚羧酸系高性能减水剂合成工艺简介。
聚羧酸系高性能减水剂目前主要存在聚酯类和聚醚类两大主流产品。
聚酯类:包括酯化和聚合两个过程。
聚醚类:只有聚合一个过程。
(一)、聚酯类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺。
1、合成工艺简图冷凝器去离子水↓↓聚乙二醇过硫酸铵↓→→→→→→酯化→→→→→计量槽→→聚合中和成甲基丙烯酸→→→→→→→→→→反应→→→→→计量槽→→反应反应品↑↑↑↑去离子水氢氧化钠2、反应过程如下:(1)、酯化反应(制备大单体):计量聚乙二醇1200料3960kg,将其在水浴中溶化,加入反应釜内,同时加入甲基丙烯酸1140kg,以及小料1份(对苯二酚:5.28kg、吩噻嗪:1.06kg),升温至90℃,加入浓硫酸69.3kg,继续升温至120℃,保持4.5小时,后充氮气2小时,(6㎡/时,每30分钟充1瓶,共4瓶),反应完成,得到减水剂中间大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和水。
粉体聚羧酸减水剂工艺
![粉体聚羧酸减水剂工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/ac322f252379168884868762caaedd3382c4b579.png)
粉体聚羧酸减水剂工艺引言:粉体聚羧酸减水剂是一种常用的建筑材料添加剂,它可以显著改善混凝土的工作性能和性能稳定性。
本文将介绍粉体聚羧酸减水剂的工艺流程及其应用。
一、粉体聚羧酸减水剂的制备工艺粉体聚羧酸减水剂的制备工艺通常包括以下几个步骤:1. 原材料选用:选择高质量的羧酸单体和适量的添加剂。
羧酸单体是通过聚合反应制得的,其结构中含有羧基,能够与水泥颗粒进行吸附作用,从而改善混凝土的流动性。
2. 反应聚合:将羧酸单体和添加剂按照一定比例混合后,通过反应聚合产生聚羧酸减水剂。
聚合过程需要控制反应温度、反应时间和添加剂的用量,以确保产生高效的减水剂。
3. 粉体化处理:将得到的聚羧酸减水剂进行粉体化处理,常见的方法有喷雾干燥法和冷冻干燥法。
粉体化处理可以提高减水剂的稳定性和储存性能。
4. 包装和贮存:经过粉体化处理的聚羧酸减水剂需要进行包装和贮存,以保证其品质和使用效果。
常见的包装形式有袋装和散装,贮存条件要求干燥、防潮和避光。
二、粉体聚羧酸减水剂的应用粉体聚羧酸减水剂在混凝土工程中具有广泛的应用。
其主要作用是改善混凝土的工作性能,包括流动性、坍落度和保水性等。
具体应用包括以下几个方面:1. 提高混凝土的流动性:粉体聚羧酸减水剂能够减小混凝土的内摩擦阻力,使混凝土更易于流动和浇筑,提高施工效率。
2. 控制混凝土的坍落度:通过控制减水剂的用量,可以有效控制混凝土的坍落度,满足不同工程的要求。
3. 提高混凝土的强度和耐久性:粉体聚羧酸减水剂能够改善混凝土的致密性和孔隙结构,提高混凝土的强度和耐久性。
4. 减少混凝土的收缩和开裂:粉体聚羧酸减水剂能够减少混凝土的收缩和开裂倾向,提高混凝土的抗裂性能。
5. 降低混凝土的渗透性:粉体聚羧酸减水剂能够填充混凝土中的毛细孔隙,降低混凝土的渗透性,提高混凝土的耐久性。
结论:粉体聚羧酸减水剂是一种重要的建筑材料添加剂,其制备工艺主要包括原材料选用、反应聚合、粉体化处理、包装和贮存等步骤。
聚羧酸系减水剂的合成原理与复配技术概述
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2
1
3
1,linear backbone 2,polar side chain
3,non-polar side chain
• 1,主链线性中心层 • 2,长侧链溶剂化扩散层 • 3,短侧链绒化紧密层
分子结构单元与吸附分散关系
• 主链:疏水性,长度增加,包裹紧密,防水渗 透,缓凝
• 短侧链:疏水性增加表面活性,HLB值,消泡作 用;非离子亲水性基团延缓吸附作用,通过羧 酸衍生物在水泥浆碱性环境中发生皂化反应, 重新释放羧酸基团,具有再吸附作用;阴离子 基团具有强吸附锚固作用
[ CH2
R
C ] [CH
CO
ONa
EO =CH2CH2O
R =H; CH3 m <= 25
n >=25
R
R
C ] [CH C ] [CH
C O C OC O
O
ONa O
(EO)m
CH3
(EO)m
CH3
R
C]
C H2 O
(EO)n
CH3
酯类聚羧酸(polycarboxylate,PC) 醚类聚羧酸(polyether,PE)
CO
C O C OC O
C H2
ONa
O
ONa O
O
EO =CH2CH2O
R =H;CH3 m <= 25
n >=25
(EO)m
CH3
(EO)m
CH3
(EO)n
CH3
聚羧酸系高性能减水剂
• 高效减水组分的分子结构中羧酸基、磺酸 基比例高,易于吸附,可以保证达到混凝 土初始工作性的基本用量,防止新拌混凝 土出现离析泌水问题
MAPEG
一种高分子量聚羧酸减水剂及其制备方法与流程
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一种高分子量聚羧酸减水剂及其制备方法与流程
制备方法:
1.原料准备:准备适量的单体A(羧酸单体)、单体B(聚醚单体)以及引发剂。
2.聚合反应:将单体A和单体B加入反应釜中,配置出适量的溶液。
在一定温度下,添加引发剂,并进行聚合反应。
3.调节分子量:根据需要,可通过改变反应时间、温度和添加调节剂等方法来调节聚合反应过程中的分子量。
4.过滤和干燥:将聚合反应后的产物用溶剂进行过滤和洗涤,然后进行干燥,得到粉状减水剂。
制备流程:
1.准备制备所需原料。
2.将适量的单体A和单体B加入反应釜中,加入适量的溶剂,并进行充分搅拌,使其溶于溶剂中。
3.在一定温度下,向反应釜中加入引发剂,并进行聚合反应。
反应温度和时间根据单体的性质以及所需聚合的分子量来确定。
4.在聚合过程中,可根据需要添加调节剂,调节分子量。
5.聚合反应结束后,将反应产物用溶剂进行过滤和洗涤,去除杂质。
6.将洗涤后的产物进行干燥,得到粉状减水剂。
这种高分子量聚羧酸减水剂在建筑材料行业中具有广泛应用,能够显著改善混凝土的流动性和减水剂的减水效果。
其制备方法简单可行,流程清晰明了,可以通过调节反应条件和添加调节剂来控制产品的性能,具有良好的应用前景。
聚羧酸减水剂合成工艺
![聚羧酸减水剂合成工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/78d5156e011ca300a6c390e8.png)
1 前言混凝土减水剂可以较好地分散水泥颗粒,减少达到规定工作度的用水量,它既可以用来提高混凝土强度,也可以用来提高混凝土的工作性能,是混凝土材料中的关键组分之一。
目前广泛使用的混凝土减水剂主要有 4 大类,即萘系、密胺系、聚羧酸系和氨基磺酸盐系。
其中聚梭酸系高性能混凝土减水剂在1985 年由日本研发成功后, 20 世纪90 年代中期己正式工业化生产,是继木钙和萘系减水剂后发展起来的第三代高性能混凝土减水剂,以高减水率、高保坍、高增强、与水泥适应性强等特点,以及超分散性和超稳定性引起了人们的密切关注,目前在欧美一些发达国家得到了广泛应用[ 1 ]。
聚羧酸型减水剂分子链上具有较多的活性基团,主链上连接的侧链较多,分子结构自由度大,高性能化潜力大,因此聚羧酸型减水剂是近年来国内外研究较为活跃的高性能减水剂之一,同时也是未来减水剂发展的主导方向。
本文在合成聚醚甲基丙烯酸酯大单体的基础上, 采用水溶液共聚的方法合成出了聚羧酸系高效减水剂,通过因素试验确定最佳的合成工艺, 并研究了其应用性能。
2 实验2.1 实验原料及试验设备聚醚(分子量为1200,上海台界化工有限公司) ;对甲苯磺酸(国药集团化学试剂厂) ;对苯二酚(天津市大茂化学试剂厂) ;甲基丙烯磺酸钠(余姚市东泰精细化工有限公司) ;甲苯(天津市大茂化学试剂厂) ;甲基丙烯酸(成都科龙化工试剂厂) ;过硫酸铵(天津市大茂化学试剂厂) 等。
聚羧酸系减水剂:进口聚羧酸(p s1, 60% ) ;国内聚羧酸(p s2, 40% ) ;自制聚羧酸(p s3, 20% ) 。
水泥:炼石P·O 42.5 级普通硅酸盐水泥;建福P ·O42.5 级普通硅酸盐水泥。
500ml 三颈烧瓶;集热式恒温磁力搅拌器;温度计; 250ml 滴液漏斗;旋转蒸发器等。
2.2 合成方法2.2.1 大单体的合成将一定量的聚醚、甲基丙烯酸、阻聚剂对苯二酚和催化剂对甲苯磺酸加到装有温度计的三颈瓶中,以甲苯为带水剂,在130℃下酯化8h。
减水剂合成配方
![减水剂合成配方](https://img.taocdn.com/s3/m/c61c0ba088eb172ded630b1c59eef8c75fbf95cf.png)
减水剂合成配方一、减水剂合成配方简介减水剂可是在混凝土等建筑材料里超有用的东西呢。
它能在不改变混凝土工作性的情况下,减少用水量,让混凝土性能变得更好。
二、常见的减水剂合成原料1. 萘系原料萘可是这个配方里很重要的东西哦。
它可以从煤焦油里提取出来,是一种白色的晶体。
萘经过一系列的化学处理,就可以成为萘系减水剂的一部分。
2. 聚羧酸系原料不饱和聚醚是聚羧酸系减水剂合成常用的原料呢。
它具有独特的分子结构,能让减水剂在混凝土里更好地发挥分散作用。
还有丙烯酸等单体,这些单体在合成过程中会发生聚合反应,形成聚羧酸系减水剂。
三、减水剂合成的一般步骤1. 萘系减水剂合成步骤首先要把萘进行磺化反应。
这个反应就是让萘和浓硫酸发生反应,反应的条件很重要哦,要控制好温度和反应时间。
一般温度要在一定的范围内,反应时间也不能太长或者太短。
然后进行缩合反应。
把磺化后的产物和甲醛等进行缩合,这个过程也需要合适的反应条件,比如合适的酸碱度等。
2. 聚羧酸系减水剂合成步骤先进行聚合反应。
把不饱和聚醚和丙烯酸等单体在引发剂的作用下进行聚合。
引发剂的用量要合适,如果用量太多或者太少,都会影响聚合反应的结果。
接着可能还需要进行一些后处理,比如中和反应等。
中和反应就是用碱来中和聚合后的产物,让减水剂的性能更稳定。
四、合成减水剂的注意事项1. 原料质量的控制原料的纯度一定要高,如果原料里有杂质,可能会影响减水剂的合成效果。
就像做菜一样,如果食材不好,做出来的菜味道肯定也不好。
2. 反应条件的精准控制温度、酸碱度和反应时间这些反应条件一定要严格控制。
比如说温度高一点或者低一点,可能合成出来的减水剂性能就会有很大的差别。
聚羧酸减水剂合成工艺
![聚羧酸减水剂合成工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/dcd37b61f6ec4afe04a1b0717fd5360cba1a8d14.png)
聚羧酸减水剂合成工艺聚羧酸减水剂是一种高效的混凝土添加剂,可以有效地降低混凝土的黏度和增强混凝土的流动性,从而提高混凝土的工作性能和施工质量。
聚羧酸减水剂的合成工艺是一项非常重要的技术,在该过程中需要考虑许多因素,如原材料的选择、反应条件的控制、产品的稳定性等等。
本文将介绍聚羧酸减水剂的合成工艺及其主要特点。
一、原材料的选择聚羧酸减水剂是由聚羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙烯-丙烯酸酯共聚物等多种原材料合成而成。
其中,聚羧酸是合成聚羧酸减水剂的关键原材料之一,决定了产品的质量和性能。
对聚羧酸的选择需要考虑其分子量、化学结构、分散性等因素。
二、反应条件的控制聚羧酸减水剂的合成是一种较为复杂的化学反应,需要控制反应条件,以确保产品的稳定性和性能。
反应条件包括温度、pH值、反应时间等因素。
其中,温度是影响反应速率的关键因素之一。
适宜的反应温度能够促进反应过程的进行,并且不会导致产物的分解或者分子量降低;反应时间也是影响反应结果的重要因素,如果反应时间太短,产品的分子量将较低,而反应时间过长则会导致产物的不稳定性和杂质的产生。
三、产品的稳定性聚羧酸减水剂的稳定性是评价产品质量的一个重要指标,直接影响产品的使用效果和寿命。
产品的稳定性主要包括化学稳定性和热稳定性。
化学稳定性是产品在存储和使用过程中对空气、光、水等媒介的抵抗能力,扩散性越强,则储存效期越长。
热稳定性是指产品在高温条件下不分解也不失效的能力,如果产品的热稳定性不佳,将会导致产品在高温环境下失去流动性和减水性能,从而影响混凝土的使用效果。
综上所述,聚羧酸减水剂的合成工艺是一项非常复杂和细致的技术活动,需要综合考虑多种因素,如原材料的选择、反应条件的控制、产品的稳定性等等。
合理地掌握这些因素,可以有效地提高产品的质量和性能,从而更好地满足混凝土工程的需求。
聚羧酸减水剂合成原理(一)
![聚羧酸减水剂合成原理(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/dfdeaf15e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d53a.png)
聚羧酸减水剂合成原理(一)聚羧酸减水剂合成原理解析聚羧酸减水剂的定义聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土外加剂,能够有效降低混凝土的水灰比,改善混凝土的工作性能。
它由聚羧酸单体和助剂等组成。
聚羧酸单体的合成1.酯化法合成–将醇和羧酸以一定的摩尔比例混合,加入催化剂,在适当的温度下反应一段时间,即可生成聚羧酸单体。
–催化剂常用的有有机锡化合物、有机胺等,反应温度通常在150°C左右。
–酯化法合成的优点是反应温度相对较低,操作简单。
2.缩合法合成–将聚羧酸单体分散在水中,加入缩合剂进行反应。
–缩合剂主要是一些活性氢化合物,如醛类、酮类等。
–缩合法合成的优点是反应时间短,产率高。
助剂的作用及选择1.助剂的作用–调节聚羧酸减水剂的分子结构,改变其性能。
–提高生产效率,降低成本。
–改善混凝土的性能,如减水、保水、减缩性等。
2.助剂的选择–增塑型助剂:常用的有多元醇类、缩醛类、缩酮类等。
可有效降低混凝土的黏度和表面张力,提高流动性和可调性。
–粘结型助剂:常用的有硅烷类、磷酸盐类等。
可提高混凝土的附着力,增强其抗裂性能。
–缓凝型助剂:常用的有硼酸盐类、慢释放型碱类等。
可延长混凝土的凝结时间,便于施工操作。
聚羧酸减水剂的工作原理1.吸附作用–聚羧酸减水剂分子中含有羧酸团和疏水基团,可通过吸附作用与水泥颗粒和骨料表面相互作用,形成吸附膜,降低混凝土内部颗粒间的相互作用力,使其易于分散和流动。
2.电荷作用–聚羧酸减水剂分子中的羧酸团可解离产生负电荷,与水泥颗粒表面的阳离子形成静电吸引力,改变混凝土内部的电荷分布,降低颗粒间的库仑斥力,从而改善混凝土的流动性。
3.空间位阻作用–聚羧酸减水剂分子具有长链结构,可在混凝土中形成空间网状结构,增加混凝土颗粒间的相对位置,减少颗粒间的摩擦力,改善混凝土的流动性。
结束语聚羧酸减水剂的合成和工作原理是一个复杂而丰富的过程,在混凝土工程中发挥着重要的作用。
通过了解聚羧酸减水剂的原理,可以更好地应用于工程实践,提高混凝土的工作性能。
聚羧酸系减水剂的合成原理与复配技术课件
![聚羧酸系减水剂的合成原理与复配技术课件](https://img.taocdn.com/s3/m/9fd7e104e418964bcf84b9d528ea81c758f52e2e.png)
聚羧酸系减水剂的合成方法
聚羧酸系减水剂的合成方法主要包括自由基聚合和离子聚 合。自由基聚合是常用的合成方法,通过引发剂引发单体 聚合,形成高分子聚合物。离子聚合则是通过离子交换剂 的作用,使单体离子化后再聚合。
聚羧酸系减水剂的合成过程中,温度、压力、反应时间等 工艺参数也会影响其性能和产率。因此,选择合适的工艺 参数对于合成高性能的聚羧酸系减水剂至关重要。
高性能混凝土
高性能混凝土是一种新型混凝土材料,具有高强度、高耐久性和高工作性等特点。聚羧酸系减水剂在高性能混凝土中的应用 可以提高混凝土的工作性能和耐久性,降低水灰比,减少收缩和开裂。
聚羧酸系减水剂可以与其他外加剂如缓凝剂、引气剂等配合使用,进一步改善高性能混凝土的性能。
自密实混凝土
自密实混凝土是一种不需要振捣即可自行密 实的混凝土,具有高流动性和稳定性。聚羧 酸系减水剂在自密实混凝土中的应用可以提 高混凝土的流动性和稳定性,减少离析和泌 水现象。
与其他外加剂的复配
聚羧酸系减水剂与缓凝剂的复配
01
通过复配缓凝剂,可以调整混凝土的凝结时间,满足工程需求。
聚羧酸系减水剂与引气剂的复配
02
引气剂可以提高混凝土的抗冻性和耐久性,但需注意控制气泡
含量。
聚羧酸系减水剂与增稠剂的复配
03
增稠剂可以改善混凝土的工作性,提高坍落度。
与不同水泥的适应性研究
聚羧酸系减水剂与通用水泥的适应性
减水剂分子具有较强的抗硬水能力, 能够在不同水质条件下保持稳定的减 水效果。
03
聚羧酸系减水剂的应用领 域
混凝土预制构件
预制构件是建筑行业中的重要组成部 分,聚羧酸系减水剂在混凝土预制构 件中的应用可以提高混凝土的流动性, 降低用水量,减少构件表面气泡和裂 纹,提高构件的耐久性和力学性能。
聚羧酸减水剂生产工艺.pdf
![聚羧酸减水剂生产工艺.pdf](https://img.taocdn.com/s3/m/77021efcf5335a8102d220c2.png)
聚羧酸减水剂生产工艺一、引言一般认为,减水剂的发展分为三个阶段:以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段;以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂有很多特点:1.在合成工艺上,聚羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合成,因此该类减水剂的合成原料非常之多,通常有聚乙二醇、(甲基)丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚等。
2.在分子结构上,聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线形梳状结构,而不是传统减水剂单一的线形结构。
该类减水剂主链上聚合有多种不同的活性基团,如羧酸基团(—COOH)、羟基基团(—OH)、磺酸基(—SO3Na)等,可以产生静电斥力效应;其侧链带有亲水性的非极性活性基团,具有较高的空间位阻效应。
由于其广泛的原料来源,独特的分子结构,故而具有前两代减水剂不可比拟的优点,加上在合成过程中不使用甲醛,属绿色环保产品,因此,已成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。
但是,也许是涉及技术秘密,目前该领域的研究成果报道较少,尤其是聚羧酸系高性能减水剂的合成工艺。
因此,本文在此予以简介之。
二、聚羧酸系高性能减水剂合成工艺简介。
聚羧酸系高性能减水剂目前主要存在聚酯类和聚醚类两大主流产品。
聚酯类:包括酯化和聚合两个过程。
聚醚类:只有聚合一个过程。
(一)、聚酯类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺。
1、合成工艺简图冷凝器去离子水↓↓聚乙二醇过硫酸铵↓→→→→→→酯化→→→→→计量槽→→聚合中和成甲基丙烯酸→→→→→→→→→→反应→→→→→计量槽→→反应反应品↑↑↑↑去离子水氢氧化钠2、反应过程如下:(1)、酯化反应(制备大单体):计量聚乙二醇1200料3960kg,将其在水浴中溶化,加入反应釜内,同时加入甲基丙烯酸1140kg,以及小料1份(对苯二酚:5.28kg、吩噻嗪:1.06kg),升温至90℃,加入浓硫酸69.3kg,继续升温至120℃,保持4.5小时,后充氮气2小时,(6㎡/时,每30分钟充1瓶,共4瓶),反应完成,得到减水剂中间大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和水。
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聚羧酸系减水剂的合成原理及方法
综述了聚羧酸系减水剂的合成原理及方法,讨论了其减水机理并对其优缺点进行了对比,最后还论述了聚羧酸减水剂的发展现状和应用前景。
聚羧酸系有机材料目前受到广泛关注,它主要用于商品混凝土减水剂、洗涤添加剂、涂料及油墨中的颜料分散剂等领域。
该类表面活性剂具有优良的洗涤、渗透、分散、乳化、破乳等性能,特别是具有低温洗涤效果好、耐硬水、生物降解性能好、配位性能强等优点。
因此,应用范围很广,将聚羧酸型高分子用作商品混凝土减水剂的历史不长,日本是其首要研究开发国和使用国。
近年来,聚羧酸减水剂在商品混凝土业中被广泛接受,并受到国内外商品混凝土外加剂研究者及使用者的日益关注。
究其原因,与传统的减水剂萘磺酸和磺化三聚氰胺缩合物相比,他们能在低掺量下赋予商品混凝土高分散性、流动性及高分散体系稳定性防止坍落度损失。
同时,工业萘价格上涨、萘系减水剂生产周期长、环境污染严重等问题日益突出也使聚羧酸系减水剂的应用势在必行。
目前,日本常用高效引气减水剂的主要成分正从萘磺酸盐加反应性高分子向聚羧酸系过渡,欧美各国亦紧追其后。
有关聚羧酸减水剂研究进展特别是对该类减水剂制备原理、作用机理、发展前景等方面综述报道较少。
笔者拟对该类减水剂的制备原理、作用机理、发展前景等方面研究进展做一综述。
1制备原理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物,在水溶液中,通过自由基共聚原理合成的具
有梳型结构的高分子表面活性剂。
合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有:甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等,在聚合过程中可采用的引发剂为:过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰;链转移剂有:3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。
2作用机理
聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂,具有许多突出的优点,但其作用机理目前尚未完全清楚,以下是其中的一些观点:
(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用,主要由于羧基充当了缓凝成分,R-COO~与Ca2+离子作用形成络合物,降低溶液中的Ca2+离子浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,延缓了水泥水化。
(2)羧基(-COOH),羟基(-OH),胺基(-NH2),聚氧烷基(-O-R)n 等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用,对水泥颗粒提供分散和流动性能,并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力,降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。
同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面,羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷,从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散,导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(DLVO理论),增大水泥颗粒与水的接触面积,使水泥充分水化。
在扩散水泥颗粒的过程中,放出
凝聚体锁包围的游离水,改善了和易性,减少了拌水量。