聚羧酸减水剂合成工艺
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
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。
碳五单体合成聚羧酸减水剂配方工艺
碳五单体合成聚羧酸减水剂配方工艺聚羧酸减水剂是一类常用于混凝土中的化学添加剂，它能够显著减小混凝土的水灰比，同时增加混凝土的可制动性和流动性。
在建筑工程中，使用聚羧酸减水剂可以大大提高混凝土的工作性能，从而提高施工效率和混凝土的强度。
碳五单体合成聚羧酸减水剂的配方工艺包括以下几个步骤：1. 原料准备：首先需要准备碳五单体（也称为磺化石油沥青），以及一些其他辅助原料。
其中，碳五单体是制备聚羧酸减水剂的主要原料，而其他辅助原料可以根据具体需要选择，如稳定剂、增稠剂和助剂等。
2. 真空脱气：将碳五单体倒入反应釜中，并进行真空脱气处理。
真空脱气的目的是去除碳五单体中的杂质和气体，以提高后续反应的效果。
3. 添加驱动剂：将事先准备好的驱动剂加入到碳五单体中。
驱动剂通常是二氧化硫（SO2）或硼酸（H3BO3），它们可以激活碳五单体的分子链，使其具有较好的反应性。
4. 添加辅助原料：根据具体需要，将一些辅助原料加入到反应釜中。
例如，稳定剂和增稠剂可以使聚羧酸减水剂具有更好的稳定性和流动性，助剂可以提高其使用效果。
5. 反应合成：将反应釜加热至适当温度（一般为80-100摄氏度），继续搅拌反应一段时间。
在反应过程中，碳五单体分子链之间会发生交联反应，形成聚羧酸减水剂。
反应时间一般为数小时，具体时间可以根据反应釜的规格和配方要求进行调整。
6. 过滤和干燥：将合成好的聚羧酸减水剂进行过滤，去除其中的杂质和固体颗粒。
然后，将过滤后的液体进行干燥，以去除其中的水分和溶剂。
7. 包装和存储：将干燥的聚羧酸减水剂装入适当的包装容器中，密封保存。
聚羧酸减水剂比较敏感，容易受到水分和温度的影响，因此在存储过程中需要注意避免潮湿和高温环境。
总之，碳五单体合成聚羧酸减水剂的配方工艺主要包括原料准备、真空脱气、添加驱动剂、添加辅助原料、反应合成、过滤和干燥、以及包装和存储等步骤。
通过这些步骤的合理控制，可以制备出性能稳定、效果良好的聚羧酸减水剂，提高混凝土的工作性能和施工效率。
粉体聚羧酸减水剂工艺
粉体聚羧酸减水剂工艺概述粉体聚羧酸减水剂是一种用于混凝土制备的添加剂，能够显著减少混凝土的水泥用量，提高混凝土的流动性和可泵性，同时保持其强度和耐久性。
本文将介绍粉体聚羧酸减水剂的工艺，包括生产、应用和质量控制等方面的内容。
一、粉体聚羧酸减水剂的生产工艺1. 原材料选择粉体聚羧酸减水剂的主要原料是聚羧酸醚单体和一些辅助材料，如稳定剂、助剂等。
原材料的选择对产品的性能和质量起着至关重要的作用。
2. 反应合成将聚羧酸醚单体与辅助材料按一定比例混合后，在一定温度下进行缩聚反应，生成聚羧酸醚聚合物。
反应过程需要控制好温度、反应时间和搅拌速度等参数，以确保产品的稳定性和一致性。
3. 干燥和粉碎反应合成后的聚羧酸醚聚合物需要进行干燥处理，以去除残余的溶剂和水分。
干燥后的产物需要经过粉碎处理，得到细粉体聚羧酸减水剂。
二、粉体聚羧酸减水剂的应用工艺1. 混凝土配制在混凝土的配制中添加粉体聚羧酸减水剂时，需要根据混凝土的设计强度、工作性能和施工要求等因素进行合理的剂量控制。
一般情况下，根据试验和经验选择合适的投加量，将粉体聚羧酸减水剂与混凝土的其它材料一同投入搅拌机进行搅拌。
2. 混凝土施工添加粉体聚羧酸减水剂的混凝土在施工过程中应注意控制水灰比和搅拌时间，以保证混凝土的流动性和可泵性。
同时，需要合理调整配合比和施工工艺，以确保混凝土的性能和质量满足要求。
3. 质量控制粉体聚羧酸减水剂的质量控制包括原材料的采购和检验、生产过程的监控和调整、产品的质检和包装等环节。
在生产过程中，需要严格控制反应条件和工艺参数，确保产品的稳定性和一致性。
同时，对成品进行严格的质检，确保产品符合相关标准和要求。
三、粉体聚羧酸减水剂工艺的优势和应用前景1. 优势粉体聚羧酸减水剂具有良好的流动性、可泵性和保水性能，能够显著提高混凝土的工作性能和施工效率。
同时，由于减少了水泥的用量，可以降低混凝土的成本，并减少对环境的影响。
2. 应用前景粉体聚羧酸减水剂在混凝土工程中的应用前景广阔。
聚羧酸减水剂生产工艺的制作方法
图片简介:本技术介绍了一种聚羧酸减水剂生产工艺，在常温状态下，往反应箱内加入占总溶液总比重20％50%的聚醚时，后加入占总溶液总比重30%71.7％的水进行溶解，自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加占总溶液总比重3％7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加占总溶液总比重0.3％的巯基乙酸，接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到8085摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由占总溶液总比重0.5％过硫酸铵和占总溶液总比重4.5％10.5%水混合而成，保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄氏度下，保温一个半小时至两个小时。
技术要求1.一种聚羧酸减水剂生产工艺，其特征在于：在常温状态下，往反应箱（1）内加入占总溶液总比重20％-50%的聚醚时，后加入占总溶液总比重30%-71.7％的水进行溶解，自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加占总溶液总比重3％-7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加占总溶液总比重0.3％的巯基乙酸，接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由占总溶液总比重0.5％过硫酸铵和占总溶液总比重4.5％-10.5%水混合而成，保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄氏度下，保温一个半小时至两个小时；其中，所述的反应箱（1）侧壁上设有出料管（11），所述反应箱（1）设有加热块（13），所述反应箱（1）内设有传动轴（14），所述传动轴（14）上设有搅拌杆（141），所述反应箱（1）侧壁上设有保温层（12），所述反应箱（1）顶部设有多个进料口（15），所述反应箱（1）顶部设有多个与所述进料口（15）相配合的连接管（3），所述连接管（3）顶部设有储料箱（2），所述连接管（3）侧壁上设有第一通槽，所述第一通槽内设有固定板（31），所述连接管（3）内设有支撑板（5），所述支撑板（5）上设有连接轴（4），所述连接轴（4）穿设于所述储料箱（2）内，所述支撑板（5）底部设有导块（55），所述支撑板（5）上设有下料口（54），所述下料口（54）设于所述导块（55）上方；在制备聚羧酸减水剂时，将聚醚和水加入到反应箱（1）内，传动轴（14）带动搅拌杆（141）转动，聚醚与水在反应箱（1）内混合；将丙烯酸放入到其中一个储料箱（2）内，再将巯基乙酸、硫酸铵和水的混合物放入另外的储料箱（2）内，推动连接轴（4）带动支撑板（5）移动，根据需要滴加的量确定支撑板（5）的位置；当支撑板（5）位置确定后，储料箱（2）内的液体进入到连接管（3）内，连接管（3）内的液体从下料口（54）处往下运动，液体粘沿导块（55）往下滑落，将液体滴入到反应箱（1）内，根据先后顺序依次将相应的液体加入到反应箱（1）内，当聚羧酸减水剂制备完成后，将聚羧酸减水剂出料管（11）内排出，获得初成品聚羧酸减水剂。
聚羧酸盐类高效减水剂的原料与合成工艺
聚羧酸盐类高效减水剂的原料与合成工艺本文介绍目前国外聚羧酸系高效减水剂合成的主要三种方法，供大家参考，如果需要进一步合作请与本网联系。
（一）可聚合单体直接共聚这种合成方法一般首先需制备具有聚合活性的大单体，如甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，然后将一定配比的单体混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。
这种合成工艺的关键在于活性大单体的合成，中间需经比较繁琐的分离纯化过程，成本较高。
日本采用短链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、长链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三种单体直接共聚合成了一种坍落度保持性好的商品混凝土外加剂。
其典型的合成示例如下：在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、N2导人管和回流冷凝管的玻璃反应容器中，装入500份水（质量份，下同），搅拌下通N2除氧，在N2气保护下加热到和摄氏80度，接着在4小时内滴加混合了250份短链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（EO加成摩尔数为4个）、50份长链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（EO加成摩尔数为23个）、200份甲基丙烯酸、150份水和13.5份链转移剂3-硫代乳酸的单体水溶液以及40份10%过硫酸按水溶液。
滴加完毕后，再在1h内滴加10份10%过硫酸铰水溶液并保温1h，得到重均相对分子质量为15000的聚合物水溶液为最终成品。
（二）聚合后功能化法该方法主要利用现有聚合物进行改性，通常采用已知分子量的聚羧酸，在催化剂的作用下与聚醚在较高温度下通过酯化反应进行接技，形成接技共聚物。
这种方法受现成的聚羧酸产品种类和规格的限制，调整组成和分子量比较困难。
此外，制备过程中聚羧酸和聚醚的相容性不好，酯化实际操作困难，伴随酯化的不断进行，水分不断逸出，也易出现相分离现象。
典型合成工艺：以烷氧基胺H2N（BO）—R为反应物与聚授酸接技出（BO代表氧化烯基团，n为整数，R为C1~C4烷基），利用聚羧酸在烷氧基胺中的可溶性，使酷亚胺化进行得比较彻底。
反应时，胺反应物加量一般为—COOH摩尔数的10%~20%。
聚羧酸减水剂生产工艺
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。
聚羧酸减水剂生产工艺
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。
聚羧酸减水剂生产流程
聚羧酸减水剂生产流程
聚羧酸减水剂是混凝土施工中常用的一种添加剂，它能够有效地改善混凝土的工作性能，降低水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。
因此，聚羧酸减水剂的生产流程显得尤为重要。
首先，聚羧酸减水剂的生产需要原料的准备。
常见的原料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯等。
这些原料需要经过一系列的反应和精炼处理，才能得到符合要求的产品。
接着，原料经过预处理后，需要进行聚合反应。
聚合反应是聚羧酸减水剂生产的关键步骤，其反应条件的控制对产品的质量有着直接的影响。
在聚合反应过程中，需要控制反应温度、压力和反应时间，确保聚合反应能够高效进行。
随后，得到的聚合物需要进行后续的加工处理。
这包括溶剂的去除、产品的精炼和纯化等步骤。
通过这些加工处理，可以得到高纯度、高稳定性的聚羧酸减水剂产品。
最后，经过严格的质量检验和包装，聚羧酸减水剂产品就可以投入市场使用了。
在整个生产流程中，质量控制是至关重要的，只
有确保每一个环节的质量，才能最终得到优质的产品。
总的来说，聚羧酸减水剂的生产流程涉及到原料准备、聚合反应、加工处理和质量控制等多个环节，每个环节都需要严格把控，确保产品的质量和稳定性。
只有如此，才能生产出符合标准要求的聚羧酸减水剂产品，为混凝土施工提供优质的添加剂。
聚羧酸类高性能减水剂的合成及复配--
HPEG和TPEG实例
• 氧化-还原共轭体系： • 预备：（1）AA36克+去离子水20克 • （2）L-抗坏血酸0.3克+巯基乙酸0.69+去离子水 110 • （3）NOH13克+水260 • 合成前1小时备好 • 流程： • 1.在在配有搅拌和加热装置的四口瓶（1000毫升） 中加入去离子水200克。边搅拌边加入TPEG共365克； 加热搅拌溶解到60度后直接加双氧水（30%浓度）3 克。
• 2.在搅拌保温状态下，开始滴加（1）[滴加 控制时间3h左右]；稍后5分钟后开始滴加 （2）[控制滴加时间3.5h左右]。全部滴加完 毕后开启加热到60度。并在此温度范围继 续搅拌1h. • 3.降温到50度以下。在10分钟左右缓慢加入 （3）。调节PH值在6-7。 • 抽检。成品
聚羧酸类高性能减水剂复配
4.具体投料比例（以100公斤MPEG计）： MPEG1000-100公斤=100摩尔 MAA=100摩尔*4*86/1000=34.4公斤 对甲苯磺酸=MPGG1000的100公斤*2%=2公 斤 • 对苯二酚=MAA的34.4公斤*1%=0.344公斤
• 5.实验室操作参考： • 把计量好的MPEG1000共200克；对苯二酚 0.69克；对甲苯磺酸4克依次投入干净的有 配套加热的四口烧瓶中，在80度熔化，滴 加计量好的MAA68.8克，滴加时间在30-50 分钟，加完后升温到130度。分别在每一小 时间歇抽真空。收集冷却下来的液体。在 130度反应6小时以上。
1.APEG参考合成工艺
• 国内目前APEG共聚工艺大体是俩种反应体系： 一是采取75度以上温度纯氧化体系；二是45度 左右的氧化-还原体系。 • 各供应商为推广产品也提供不少合成工艺。 • 就目前来看，人们习惯的把每个百分点价格来 讨论减水剂成本。其实产品的成本我认为应该 是同混凝土配合比，同掺量（比如都配成掺量 C*1%的）的成品成本对比。另外还要考虑广 泛的适应性。APEG虽然价格较HPEG和TPEG低， 但是综合成本还是不一定低。
探究常温合成聚羧酸减水剂工艺及性能
探究常温合成聚羧酸减水剂工艺及性能1.辽宁同德环保科技有限公司2.抚顺矿业集团有限责任公司摘要：常温合成聚羧酸减水剂不仅可以有效降低生产能耗和成本，而且还能简化生产操作流程。
聚羧酸减水剂常温制备工艺简单、操作方便，生产成本和能耗也低，本篇文章在此基础上，主要对聚羧酸减水剂常温制备工艺及性能方面进行研究和分析。
关键词：聚羧酸减水剂；常温制备；合成工艺；材料性能一、聚羧酸减水剂常温制备工艺的实验研究1.1工艺分析聚羧酸减水剂是一种新型的混凝土外加剂，在水泥混凝土材料中的掺量低，但是减水率高，使用环保，因而工程效益显著，聚羧酸减水剂在自由度设计方面，能够对其进行改性，具有多种功能，改性产品包括保坍剂和早强减水剂等。
对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行分析，能够对其技术环节进行适当的改进，一般聚羧酸减水剂合成温度在60℃~80℃之间，聚羧酸减水剂常温制备过程中的升温和调温会对生产周期造成影响，能耗和成本均会增加，在这种情况下，将聚羧酸减水剂合成用原材料和反应单体等，放置在常温的储罐中通过滴加搅拌使其充分反应，不需要再对其进行加温，直接保温6小时，然后得到成品，其分散性能高。
1.2合成材料聚羧酸减水剂在常温制备的过程中，由于聚合反应的温度明显降低，反应速率也会同步降低，同一反应时间内，聚羧酸减水剂产物聚合度低，产品性能受影响，对此，要对聚羧酸减水剂制备材料进行分析。
聚羧酸减水剂合成的实验材料包括甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸、抗坏血酸、氢氧化钠和过硫酸铵等。
其中工业级的甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，合成聚羧酸减水剂，是将一定量的去离子水和甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到容量为500ml的烧瓶中，调制氢氧化钠的ph值在7.0左右，氢氧化钠质量分数为40%。
获得试样后，调制去离子水固含量40%，整个工艺流程不需要进行加热处理，控制聚合体系的温度在25℃。
1.3性能测试对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行研究，能够及时发现减水剂合成中的技术问题，改进合成方案，控制产品的生产能耗以及制备成本等。
聚羧酸减水剂生产工艺
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;经减压蒸馏脱水,酸化反应更为完全;2、聚合反应：采用过硫酸铵引发、水溶液聚合法;计量酯化产物即聚乙二醇单甲基丙烯酸酯1545kg,丙烯酸,分子量调节剂十二烷基硫醇,配以130 kg去离子水,泵入滴定罐A备用,是为A料;计量过硫酸铵,配以950kg 去离子水,泵入滴定罐B备用,是为B料;加去离子水1425kg入釜,升温至85℃,同时滴定A、B料;A料3小时滴定完,B料小时滴定完,保温小时;温度控制：90±2℃;3、中和反应,将反应好的聚合物降温至50℃以下,边搅拌边加入片碱100kg,调节PH值6—7,反应完成,得到含固量为30%的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55℃,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±2℃;②、中和反应：将聚合物降温至50℃以下,边搅拌边加入片碱,调节PH值6—7,反应完成;继加去离子水1100kg,得到含固量为40%的聚醚类聚羧酸系高性能减水剂成品;三、几点补充1、在聚酯类聚羧酸系高性能减水剂的合成中,减水剂中间大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯的合成是决定减水剂性能的关键因素;因此,我们应该通过对不同分子量的聚乙二醇与甲基丙烯酸在不同摩尔比,不同反应温度、不同阻聚剂掺量、不同催化剂掺量、不同反应时间等试验条件下的研究,确定最佳的酯化工艺,达到95%以上的酯化率;2、通过对不同引发剂掺量、不同分子量调节剂掺量、不同反应温度、不同反应时间等试验条件下的研究,确定最佳的聚合工艺;3、关于PH值控制;PH值在6—7范围内较好：当PH值低于4时,聚合物浑浊,其净浆流动度、混凝土坍落度全无；当PH值高于9时,其净浆流动度、混凝土坍落度开始下降;四、结束语聚羧酸系高性能减水剂的研发,应用是混凝土外加剂发展史上的一个里程碑;由于其分子结构可调性比较大,我们应该通过改变分子结构中官能团的种类和数量赋予其更高的性能;如低温早期强度型、高坍落度保持型、抗收缩型、低粘型等等;无疑,聚羧酸系高性能减水剂将成为混凝土外加剂技术的发展方向,其市场亦将面临一个极大的发展机遇;。
聚羧酸减水剂的合成及复配技术综述
1引言高效减水剂等作为混凝土外加剂在整个工程建设中发挥着重要作用，减水剂的发展可分为三个阶段：以木钙为主的普通减水剂，到以萘系为主的高效减水剂，再到以聚羧酸系为代表的高性能减水剂，而聚羧酸高效减水剂相比前两者具有良好的环保性能和技术优势，被广泛用于现代化混凝土工程中，其含有有害物质量较少，且减水率高，掺量较少，能显著提升混凝土强度，因而快速获得建筑工程应用，比如三峡工程等多个建筑工程中均使用了聚羧酸减水剂。
2国内外研究综述首先，1986年由日本研发了亲水性官能团聚羧酸减水剂，这种减水剂具有低坍损速度和高效减水率，之后将其运用于混凝土工程中。
1995年后，相比其他类型的减水剂，这种聚羧酸高效减水剂在工程中实现了广泛应用，占据整个建筑工程的80%。
日本将这种减水剂作为高性能AE减水剂，并在之后纳入了国家行业标准中，欧美对于聚羧酸高效减水剂的相关研究滞后于日本，由于美国等发达国家发现，将聚羧酸高效减水剂加入混凝土后会影响减水性能以及混凝土沁水性能，因此使用量较少，仅达到20%左右。
从国内研究上来看，21世纪我国在建设工程和工业生产中才开始使用和研究聚羧酸高效减水剂，早期主要使用马贝、西卡等减水剂产品，但由于这种材料成本高，无法实现广泛应用，只能够利用一些大型工程建设中。
伴随着科学技术发展，对于减水剂原材料，分子结构，工艺设计进行改进优化，之后使其成本降低可用于一般工程建设中。
如根据郭广仁等研究学者，研发了聚羧酸高效减水剂，这种减水剂相比其他减水剂来说能够显著降低掺量达到 1.50%，其含气量达5%，同时减水率能够达到30%以上。
国内目前聚羧酸减水剂相关研究已经获得很多进展，但由于这种减水剂会发生化学反应和本身存在敏感性等问题，国内外研究学者纷纷针对聚羧酸减水剂的工艺进行优化筛选，深入探讨其与水泥的适应性等问题。
3在实际应用中聚羧酸减水剂的问题分析在混凝土预拌过程中原材料差异性，地域性以及技术人员使用，理论知识等相关因素均会影响其使用效果。
聚羧酸减水剂合成工艺配方方案
聚羧酸减水剂合成工艺配方方案(总8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--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；工艺；合成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、23、35；水泥，，重庆腾辉江津水泥厂产。
聚羧酸减水剂的合成方法将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯基烯丙酯大单体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。
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。
聚羧酸减水剂合成工艺
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。
聚羧酸减水剂合成工艺
聚羧酸减水剂合成工艺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。
反应结束后,真空除去其中的带水剂和少量杂质,得到所需的大单体。
在130℃下反应即是为减少甲基丙烯酸的挥发,又能提高了酯交换反应的安全度。
2.2.2 聚羧酸盐减水剂的合成将预定的水和甲基丙烯磺酸钠加入到三颈瓶中, 90℃下分别滴加制备的大单体、甲基丙烯酸混合液和引发剂水溶液,约1.5h滴完并保温搅拌2.5h。
反应结束后冷却至70℃用NaOH水溶液(30% )中和pH 值为6～7,得到黄色或棕红色的水溶液(浓度为20% ) 。
2.2.3 水泥净浆及混凝土性能试验按照GB8077 - 2000和GB8076 - 1997 对聚羧酸型减水剂进行净浆和混凝土性能测试。
聚羧酸系高性能减水剂的生产工艺流程
聚羧酸系高性能减水剂的生产工艺流程聚羧酸减水剂是一种高效的混凝土外加剂，能够显著降低混凝土的用水量，提高混凝土的工作性和强度，并减少混凝土的碳足迹。
以下是聚羧酸系高性能减水剂的一般生产流程：1. 原料准备：主要原料包括各种单体（如丙烯酸、甲基丙烯酸酯）、交联剂、引发剂和缓冲溶液等。
这些原料需要精确计量，以确保最终产品的性能。
2. 预聚合：在特定的溶剂和条件下，通过引发自由基反应，将各种单体和交联剂进行聚合反应，形成预聚物。
这一步通常在封闭和严格控制的反应器中进行，以确保安全和反应效率。
3. 中和反应：预聚物通常是酸性的，需要通过添加碱（如氢氧化钠或碳酸钠）进行中和反应，使之部分或全部转变为水溶性的盐。
中和反应也有助于调节产品的pH值和稳定性。
4. 后聚合：预聚物溶液在加热和搅拌条件下继续聚合，以形成高分子量的聚羧酸聚合物。
这一步需要精确控制反应时间、温度和pH值，以确保获得所需的分子量分布和产品性能。
5. 稀释和调整：根据所需的产品规格和浓度，可能需要向聚合物溶液中添加水或其他溶剂进行稀释。
同时，可以添加各种添加剂（如防腐剂、稳定剂等）来优化产品的性能和储存稳定性。
6. 过滤和脱泡：为了去除可能的不溶性杂质和气泡，产品需要经过过滤和脱泡处理。
这一步可以帮助提高产品的外观质量和使用性能。
7. 质量控制：完成的聚羧酸减水剂需要经过一系列的质量检测，包括固含量、粘度、pH值、流动性等。
只有符合规定标准的产品才能进入下一个环节。
8. 包装和储存：合格的产品被装入塑料桶、柔性袋或其他适当的容器中，以便运输和使用。
产品需要存放在阴凉、干燥的地方，避免阳光直射和冻结。
这个生产过程需要高度的精确性和技术知识，以确保产品的一致性和高效性。
同时，安全操作、废物处理和环境保护也是生产过程中至关重要的考虑因素。
聚羧酸减水剂合成原理(一)
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。
聚羧酸减水剂酯类生产工艺
聚羧酸减水剂酯类生产工艺生产前将生产好的大单体放入60—70℃恒温水浴池里。
将大单体溶化开。
投料配比如下表：一、工艺：1、先投入釜底水，升温至92±3℃，然后同时滴加A料和C1料。
A 料滴加3.5H,C1料滴加3.5H.2、完毕后，再滴加C2料，30分钟滴加完后，保温在92—95℃间1小时。
然后下降温度50±℃，加入碱中合剂，调PH值后出料，浓度约23.5%左右。
二、注意事项：1、C料配制：计量好的去离子水加入滴加桶里，再加C1料的引发剂入桶中溶化、拌均。
C2料配制和C1料一样。
料配制好后在6小时以内用完，否则会影响质量。
2、A料配制：把单体从恒温水浴中调出，称出数量用真空泵把单体加入釜中，再把称量好的去离子水加入釜中搅拌0.5小时，加入滴加桶中等待滴加。
3、保持A料和C料的均匀滴加对产品质量控制很重要。
4、大单体存放在阴凉干燥避光处，同时A料滴加罐也要防止强光直射。
附注：大单体MPEG(甲氧基聚乙二醇，或称聚乙二醇单甲醚) 2000—8000S聚羧酸醚类生产工艺底料配制：先将去离子水1118KG投入反应附中，然后再将F108 (2163KG)86.5袋投入釜中。
缓慢升温60—62℃，待料全部融化后加入35%的双氧水7.5KG 和去离子水124KG，搅拌10分钟后保温60±2℃。
同时开始滴加A料和B1料，B1料滴加完后再滴加B2料。
A料配制： AC液体5.3KG ;VC固体3.5KG ;软化水697KG. B1料配制：丙烯酸68公斤，软化水17公斤。
B2料配制：丙烯酸143公斤，软化水36公斤。
A料3.5小时滴加完，B1料1.5小时滴加完后再滴加B2料，同样是1.5小时滴加完。
A料滴加完后，再在60℃下保温搅拌1小时后降温。
温度降至45℃左右，加入30%氢氧化钠溶液约270公斤，然后补加软化水1350公斤，搅拌30分钟。
成品含固约为40%的减水剂。
附注：1、生产用水要求：电导率不大于 30；PH值5.5—7.52、丙烯酸不能有杂质和沉淀混浊，否则不能使用。
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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。
反应结束后,真空除去其中的带水剂和少量杂质,得到所需的大单体。
在130℃下反应即是为减少甲基丙烯酸的挥发,又能提高了酯交换反应的安全度。
2.2.2 聚羧酸盐减水剂的合成将预定的水和甲基丙烯磺酸钠加入到三颈瓶中, 90℃下分别滴加制备的大单体、甲基丙烯酸混合液和引发剂水溶液,约 1.5h 滴完并保温搅拌 2.5h。
反应结束后冷却至70℃用NaOH 水溶液(30% )中和pH 值为6～7,得到黄色或棕红色的水溶液(浓度为20% ) 。
2.2.
3 水泥净浆及混凝土性能试验按照GB8077 - 2000 和GB8076 - 1997 对聚羧酸型减水剂进行净浆和混凝土性能测试。
3 结果与讨论3.1 反应温度对聚羧酸性能的影响本聚合反应是吸热反应,聚合温度影响了反应的进程及产物的性能。
如果温度选择过低, 则引发剂的半衰期过长,在一般的聚合时间内,引发剂残留分率大,单体的转化率就底;而温度过高,则半衰期过短,早期即有大量分解,聚合后期将无足够的引发剂来保持适当的聚合速率, 造成聚合产物的分子结构不均匀。
同时温度愈高,聚合速率愈大,同时聚合物分子量愈低[ 2 ]。
聚合温度对反应的影响如表1 所示。
随着温度的升高,水泥净浆分散性先增大,后随之降低,100℃时所合成的减水剂对水泥净浆分散性最差。
这可能是因为一方面温度升高,分子量减小,从而影响它对水泥净浆流动度的保持,另一方面,主链上的侧链因为是酯类化合物,在高温下发生可逆反应,部分侧链发生脱落从而造成分散性保持的降低。
3.2 反应时间对减水剂性能的影响随着反应的进行,单体浓度逐步降低,聚合物浓度则相应提高,延长反应时间主要是为了提高转化率,对产物性能的影响较小。
反应时间对聚羧酸系减水剂的分散性能的影响如表2。
如果聚合时反应时间较短,则共聚体系中单体的转化率较低,溶液中还存在着一定的单体,这对于水泥净浆流动度的保持不利。
反应的时间越长,侧链脱落的数目就越多,以致于难以“屏蔽”主链上的发挥减水作用的功能基团如羧基、磺酸基,从而引起水泥净浆流动度保持能力的下降。
3.3 引发剂用量的影响在聚合反应过程中,引发剂用量对产物的分子量大小、分子量分布和单体的转化率有十分重要的影响。
其中分子量的大小和分子量分布影响着减水率和混凝土的保坍性能单体;而单体转化率关系到聚羧酸聚合物的产率和有效含量。
具体数据如表3 所示。
从表中可以看出,引发剂用量在2.5%时,净浆流动度达到最大值,同时其经时损失最小。
3.4 混凝土性能试验一般认为,聚羧酸系减水剂的分散能力除了静电斥力外,主要是通过其梳形结构提供了空间位阻效应,即水泥颗粒的表面被一种嵌段或接枝共聚物分散剂所稳定,以防发生无规凝聚,同时聚羧酸分子中的羟基、羧基吸附在水化物的晶核上,延缓了结晶、水化硬化的速度, 从而有利于混凝土的保坍性能[ 3 ]。
为了进一步比较合成产物的性能,将所合成的聚羧酸与国外的p s1 聚羧酸减水剂、国内p s2 聚羧酸减水剂进行了混凝土性能试验。
注:混凝土配合比/kg, C (水泥) : S(砂子) : G(石子) = 1: 2.04: 2.6 通过混凝土试验,自制的聚羧酸减水剂具有较好的使用性能,已经到达或优于国内合成聚羧酸的水平,但比起国外的聚羧酸减水剂,还有一定的差距。
根据以上的试验分析,我们得出了最佳的合成工艺条件。
4 结论⑴当聚合条件为:反应温度90℃,反应时间4h,引发剂用量 2.5%时,合成出的聚羧酸具有最佳的使用效果。
⑵根据混凝土试验,自制的聚羧酸减水剂已经具有较好的使用效果,且部分性能已经优于国内大多聚羧酸的水平。
⑶减水剂在水溶液下生产,工艺条件温和、无污染,符合环保发展方向,将有广泛的发展前途。