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高效减水剂的分子设计与合成及性能

发布时间:2019/10/10  新闻类别:行业动态 点击次数:88

优质的高效减水剂能降低混凝土的水灰比,减小混凝土的塌落度损失,提高和易性、赋予混凝土高密实度和优异施工性能。在众多系列减水剂中,聚羧酸类减水剂适应范围广,具有高减水性、低塌落度损失、低掺量、环保等优点。

 

   依据目前对减水剂的认识和理解,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。高性能减水剂的理想结 构应该是高分子的聚合物,线性、多支链、疏水基团和亲水基团相间,疏水基链轻且短,亲水基链重且长。在水泥浆体中犹如梳子,疏水基牢牢地钉在水泥颗粒表 面,封闭包裹住水泥粒子,而亲水基团伸向水溶液,既有产生静电排斥力的基团,又有产生立体排斥力的基团。

 

1 聚羧酸盐减水剂分子结构设计

 

  用丙烯酸聚乙二醇单酯(PA)、马来酸酐(M)、丙烯基磺酸钠(SAS)3种单体共聚合成聚羧酸盐减水剂。聚合物的分子结构如下:

 

   


 

  使用高效减水剂,不仅要求能提高新拌混凝土的和易性及减水性,同时要提高耐冻性和较小的塌落度损失,所以,减水剂分子量要适当,相对分子质量应该控制在1 000-5 000。

 

2 实 验

2.1 实验材料

 

  聚乙二醇、对苯二酚,AR.上海化学试剂公司;十二烷基苯磺酸、无水亚硫酸钠、氯丙烯,AR.西安三浦精细化工厂;丙烯酸、马来酸酐,AR.上海天原化工厂;水泥,32.5级普通硅酸盐水泥,秦岭水泥厂。

 

2.2 合成方法

2.2.1 丙烯酸聚乙二醇单酯(PA)的制备

 

   在三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯磺酸、对苯二酚。110~120℃时开始加人丙烯酸,滴加完毕后,于120℃恒温2.5 h。将反应液减压蒸出副产物水,在此温度下反应2 h,脱出水分的速度明显减慢;130℃恒温,至真空反应得出水的量与理论值接近时为反应终点;在真空条件下降温至40℃以下,出料得成品。

 

2.2.2 丙烯基磺酸钠(SAS)的制备

 

  在三口瓶中加人一定量的蒸馏水、无水亚硫酸钠,加热搅拌使其溶解,在45℃时开始加人氯丙烯,滴加完毕后,升温至47℃反应3 h;将反应物减压,在40℃时蒸干,然后加入无水乙醇洗涤,趁热抽滤;将滤液减压,在40℃时蒸至近干,倒出置于烧杯中结晶。

 

2.2.3 马来酸酐(M)一PA—SAS共聚物的合成

 

  在三口瓶中加入蒸馏水、马来酸酐,加热搅拌使其溶解,当温度达到60℃时开始加人PA和SAS溶液,同时加人过硫酸盐。滴加完后升温至85℃反应3~5 h,出料即为目标减水剂。

 

2.3 性能测试方法


 
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