保坍型聚羧酸系减水剂的合成及性能评价

采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG),与马来酸酐(MA)、马来酸单甲酯(AMA)、丙烯酰胺(AM)及丙烯酸(AA)等原料进行聚合反应,制备了一种保坍型聚羧酸系减水剂。研究了单体配比、反应温度、引发剂用量、链转移剂用量对合成减水剂性能的影响。保坍型聚羧酸系减水剂的最佳合成工艺为:单体配比n(TPEG)∶n(AMA)∶n(MA)∶n(AM)∶n(AA)=1∶1∶2∶1∶1,反应温度为45℃,引发剂和链转移剂用量分别为单体总物质的量的6%和1.75%,所合成的保坍型聚羧酸系减水剂具有较好的保坍性,对不同的水泥具有较好的适应性。     

一种固态缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能评价

以丙烯酸、501醚类单体和缓释单体A为主要原料,在本体聚合条件下,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂合成一种固态缓释型聚羧酸减水剂。研究了温度、酸醚比、引发剂和链转移剂用量对减水剂性能的影响并分析了原因。结果表明,当反应温度为70℃,引发剂用量为大单体质量的0.5%,链转移剂用量为大单体质量的0.4%,n(TPEG)∶n(AA)∶n(缓释单体A)=1.0∶3.5∶2.5时,所制备的固态缓释型聚羧酸减水剂性能最佳,其性能与市售缓释型减水剂B相当。GPC分析结果表明,合成产物中大单体转化率高,产物均一。     

适用于硬石膏的聚羧酸系减水剂的合成研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)为主要原料合成了聚羧酸系减水剂。通过正交实验研究了单体配比、引发剂用量等因素对聚羧酸系减水剂分散性能的影响。结果表明,最佳单体配比为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)=3∶1∶0.15,引发剂过硫酸铵(APS)用量为TPEG质量的0.25%。在最佳配比条件下,考察了反应时间和反应温度对聚羧酸系减水剂性能的影响。在70℃下反应5 h,减水剂对硬石膏的分散性能最佳,硬石膏的初始和2 h的净浆流动度分别为263 mm和255mm,表现出较好的缓凝效果。     

VPEG型聚羧酸减水剂的研制

采用4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)为大单体,以双氧水(H_2O_2)/新型还原剂(F)为氧化还原体系,硫代乙醇酸为链转移剂合成了VPEG型聚羧酸减水剂PCE-1,探讨了合成温度及原材料配比对聚羧酸减水剂分散性的影响。结果表明,PCE-1的最佳制备工艺为:n(AA)∶n(VPEG-4000)=4.6∶1时,H_2O_2、新型还原剂、硫代乙醇酸用量分别为大单体VPEG质量的0.75%、0.2%、0.4%,合成温度15℃,滴加时间1.0 h。经测试验证,PCE-1的混凝土分散性和保坍性优于市售的VPEG型聚羧酸减水剂PCE-A和HPEG型聚羧酸减水剂PCE-B。     

磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂的合成与抗高岭土性能研究

以乙醇胺与磷酸进行酯化反应制得乙醇胺磷酸酯,再与马来酸酐进行开环反应制得磷酸酯改性单体MA-POE,并进一步与丙烯酸(AA)及异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)进行水溶液自由基共聚合成磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂。考察了AA、磷酸酯单体及TPEG三者比例、引发剂用量、催化剂用量等对减水剂分散性的影响,并与市售普通聚羧酸减水剂的抗高岭土性能进行了对比。结果表明,当n(AA)∶n(磷酸单体)∶n(TPEG)=4∶1∶1,双氧水用量为单体总物质的量的4%,n(抗坏血酸)∶n(双氧水)=0.50时,合成的减水剂分散及分散保持性能较优,对高岭土的敏感性优于市售减水剂,这主要源于其对高岭土的吸附作用更小。     

低温节能型聚羧酸减水剂的研制

本文介绍在30℃的条件下采用水溶液自由基聚合的方法,将异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)与丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)共聚合成聚羧酸系减水剂;通过试验研究TPEG的分子量、TPEG与AA的摩尔比、链转移剂用量(相当于所有单体质量和的百分比)对水泥净浆性能影响;通过正交试验优化工艺,得到最佳的合成工艺为:TPEG分子量2400,n(TPEG):n(AA)=1.0:4.5,链转移剂3.0%,还原剂0.5g,TBHP 3.0g。采用最佳工艺合成的产品在掺量仅为水泥用量的0.15%(质量分数)时就具有良好的减水率。合成方法可免除蒸汽、节约能源、降低生产成本。     

含酰胺基团早强型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)为主要聚合单体,选用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-羟甲基丙烯酰胺(HAM)3种含酰胺基团的早强功能单体,在双氧水-抗坏血酸氧化还原引发体系和巯基乙酸链转移剂条件下制备了早强型聚羧酸减水剂。性能测试及红外光谱分析结果表明:当n(TPEG)∶n(AA)∶n(HAM)=1.0∶3.6∶0.4时,制备的减水剂早强效果优异,该减水剂折固掺量为0.2%时,与掺普通型聚羧酸减水剂的胶砂强度相比,其1 d、3 d抗压强度分别提高了15.35%、8.83%;酰胺官能团红外特征峰明显,表明早强型聚羧酸减水剂分子主链上含有酰胺基团。     

天门冬氨酸酯改性聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用水溶液自由基聚合方式,氧化还原引发体系下,以丙烯酸(AA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和天门冬氨酸丙烯酯(AASP)为单体,合成了氨基酸酯改性的聚羧酸高性能减水剂。研究表明:当n(AA)∶n(TPEG+AASP)=3.5∶1,AASP用量为单体质量的9%,引发剂用量为单体总质量的2%,巯基丙酸用量为单体总质量的0.4%,反应温度为40℃,反应时间为4.5 h的条件下合成的聚羧酸减水剂效果最好。相比于未改性的聚羧酸减水剂,减水率提高2~4个百分点,保坍效果显著增强。     

氰基改性聚羧酸减水剂的合成与性能研究

采用氧化还原引发体系,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)为单体,合成了氰基改性聚羧酸减水剂,其最佳合成条件为:n(AA)∶n(TPEG)=4∶1,n(氧化剂)∶n(还原剂)=4∶1,AN对AA的摩尔替代量为7%,巯基乙酸用量为单体总质量分数的0.4%,反应温度为45℃,巯基乙酸和还原剂混合溶液滴加时间为1.5 h,保温时间为2 h。相比于未改性的聚羧酸减水剂(PCA1),改性后的聚羧酸减水剂(PCA2)减水率提高2.2~4.6个百分点,硬化混凝土各龄期强度增长更好。     

不同合成温度下缓释型聚羧酸减水剂的合成和性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)等作为合成的主要原材料,按n(AA)∶n(AMPS)∶n(AM)∶n(TPEG)=(3.5~2.0)∶0.3∶0.3∶1.0,选取酸醚比[n(AA)∶n(TPEG)]为3.5、2.75、2.0,催化剂用量为大单体质量的0.05%、0.10%、0.15%,在不同温度下合成缓释型聚羧酸系减水剂。通过测试水泥净浆经时流动度,确定不同合成温度下最佳的酸醚比和催化剂用量。并对按最佳配比合成的减水剂进行性能试验研究,结果表明,采用适当的合成工艺,常温和高温条件下合成的缓释型聚羧酸减水剂的性能基本相同。     

降粘型聚羧酸减水剂的研究及制备

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、二甲基丙烯酸乙二醇酯为主要原料,共聚合成降粘型聚羧酸减水剂PC-2。研究不同侧链长度、丙烯酰胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯用量对PC-2性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为n(AA)∶n(TPEG-1000)=3.5∶1.0,新型还原剂、丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯和3-巯基丙酸用量分别为单体总质量的0.15%、1.5%、2.5%和0.5%,n(H_2O_2)∶n(新型还原剂)=4∶1。经测试验证,PC-2的坍落度保持性和降粘效果都明显优于市售降粘型聚羧酸PC-1。     

本体聚合制备固体缓释型聚羧酸减水剂的工艺研究

采用本体聚合工艺,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,研究了本体聚合工艺中反应温度、引发剂投料方式、引发剂用量、单体摩尔比和单体滴加时间对制备固体缓释聚羧酸减水剂分子结构及性能的影响。结果表明:随着反应温度的升高,制备的固体缓释型聚羧酸减水剂转化率略有提高,初始分散性逐渐降低,在80℃时缓释效果最佳;AINB用量为0.4%,采用滴加工艺,单体摩尔比为:n(AA)∶n(HEA)∶n(TPEG)=2.0∶2.5∶1.0,AA和HEA分别滴加3 h,所制备的减水剂分散性能最好。     

缓释型聚羧酸系减水剂的合成研究

采用丙烯酸羟乙酯与酒石酸进行酯化,将酯化产物(M)与丙烯酸(AA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)在引发剂过硫酸铵作用下进行共聚,合成了一种缓释型聚羧酸系减水剂。探讨了单体摩尔比、催化剂用量、酯化温度、带水剂等因素对酯化反应的影响,考察了酯化产物M对丙烯酸AA替代量对水泥净浆流动性的影响。结果表明:酯化反应的最佳条件为:n(酒石酸)∶n(丙烯酸羟乙酯)=1∶5,酯化温度85℃,催化剂对甲苯磺酸掺量3%,带水剂环己烷用量为反应物总质量的40%;将合成的酯化产物M部分替代AA进行减水剂的合成,最佳单体比例为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)∶n(酯化产物M)=1.25∶1.00∶0.27∶2.00;当合成的聚羧酸减水剂掺量为0.3%时,水泥净浆初始流动度为245.0 mm、1 h流动度为207.5 mm、2 h流动度为225.0 mm,制备的聚羧酸减水剂具有良好的缓释功能。     

聚羧酸减水剂的试验研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）与不饱和羧酸在氧化还原体系下合成聚羧酸减水剂。研究了反应温度、反应时间、单体与不饱和羧酸摩尔比（酸醚比）、引发剂用量及分子量调节剂用量对聚羧酸减水剂性能的影响。在n（AA）∶n（Itaconic acid）∶n（Thioglycolic acid）∶n（TPEG）=1.7∶0.23∶0.005∶1,m（initiator）∶m（TPEG）=0.20%、反应时间4 h、反应温度45℃时,聚羧酸减水剂各项性能最佳。     

硅烷改性聚羧酸减水剂的合成及应用性能研究

通过丙烯酸(AA)、异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)的水溶液自由基共聚合成硅烷改性聚羧酸减水剂PCE-1。研究了单体比例、聚合工艺对减水剂分散性的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:n(AA)∶n(KH-570)∶n(TPEG)=4.5∶1∶1,链转移剂用量为单体总物质的量的3%,聚合温度为45℃。在此条件下合成的减水剂相对无硅烷改性的聚羧酸减水剂PCE-2对水泥颗粒具有更强的吸附能力,因而分散性明显提高,可显著降低砂浆黏度。掺PCE-1的混凝土2 h扩展度比掺PCE-2的大80 mm,初始和2 h的排空时间分别缩短3.8 s和13.7 s。     

硫铝酸盐水泥用聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以聚醚大单体(TPEG)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)为主要原料合成了适用于硫铝酸盐水泥的聚羧酸系减水剂。通过正交试验研究了单体配比、聚醚大单体侧链分子质量等因素对聚羧酸减水剂分散性能的影响。结果表明,当n(AA)∶n(AMPS)∶n(TPEG)=3.25∶1.5∶2.0,聚醚单体侧链相对分子质量为3000时,合成减水剂的分散性能较好。在此条件下,当反应温度为75℃时,聚羧酸减水剂的分散效果最佳,且浆体没有发生离析分层现象。     

缓凝型聚羧酸系高性能减水剂合成研究

夏季混凝土施工和大体积混凝土需要较长的凝结时间。研究了以不同分子质量的大单体烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸(MA)和缓凝型单体(GA)合成缓凝型聚羧酸系减水剂,确定了合成产品的最佳工艺条件为:n(APEG1200)∶n(AA)∶n(MA)∶n(GA)=1.0∶0.5∶2.0∶0.5;采用引发剂过硫酸铵[(NH4)2S2O8]用量为单体总质量的2.0%。与市场上的同类产品相比,合成的缓凝型聚羧酸系减水剂具有明显的缓凝作用。     

抗泥型两性聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,过氧化氢(H2O2)/抗坏血酸(Vc)为引发剂,3-巯基丙酸(3-MPA)为链转移剂,合成了两性聚羧酸减水剂。以水泥净浆流动度为评价指标,确定最优单体摩尔比为n(TPEG2400)∶n(AA)∶n(DMC)=1.0∶3.2∶0.3。测试结果表明,当水灰比为0.29、两性聚羧酸减水剂折固掺量为水泥质量的0.13%时,水泥净浆初始流动度为275 mm,60 min流动度为245 mm,具有较好的分散性和分散保持性。当水泥中膨润土含量达2%,减水剂折固掺量为0.13%时,APC2具有较好的抗泥性,且具有良好的分散保持性能。     

低温节能高减水型聚羧酸减水剂的合成及其性能研究

本文采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为单体,在引发剂作用下,较低温度(40~45℃)直接聚合得到一种高减水型聚羧酸减水剂。研究发现最佳工艺条件为:n(AA)∶n(TPEG)=4.5∶1,链转移剂为单体总质量的0.6%,引发剂Vc为单体总质量的0.5%(双氧水30%,0.39%)。使用合成样品进行混凝土减水率测定及FT-IR、GPC等结构表征。该合成样品具有减水率高(33.56%)、反应转化率高、保坍性好等优点。     

常温合成高保坍型聚羧酸减水剂及其性能研究

从降低反应温度(20~25℃)入手,以异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等为原料,借助复合引发剂(H_2C_2O_4/K_2MnO_4)降低反应温度,通过自由基共聚反应合成保坍型聚羧酸减水剂。试验结果表明,该减水剂的最佳工艺条件为:反应温度25℃,n(HEA)∶n(AA)∶n(TPEG)=0.07∶4.0∶1.0,引发剂E用量0.17%,反应时间2 h。可为低温合成技术提供一定的理论基础。