基于正交试验设计的聚羧酸高效陶瓷减水剂性能

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用水溶液聚合法制备了一种线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂。通过正交试验,研究了各反应条件对添加了0.35%(相对绝干料浆)线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的陶瓷坯体料浆流动时间的影响,并进一步利用FT-IR和XRD等手段分别对线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的官能团结构和晶相结构进行表征,分别用POM和SEM照片观察陶瓷坯体料浆的分散情况和陶瓷坯体试样的断面形貌。结果表明,线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂最佳合成条件为：聚合温度为80 ℃、引发剂用量占聚合单体总质量的9%、n(MA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1.0∶3.5∶1.5和聚合时间为4 h。当线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂掺量为0.35%(相对绝干料浆)时,陶瓷坯体料浆体系的黏度从689.5 mPa穝降低到56.8 mPa穝。     

缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

文章以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为主要原材料,过硫酸铵(APS)作为引发剂,通过正交原理方法合成聚羧酸减水剂。以水泥净浆流动度表征,得出最佳合成工艺:n(TPEG)∶n(AA)∶n(MAS)∶n(APS)=1∶2.0∶0.06∶0.20,反应温度为60℃,滴加反应时间为4 h。然后选做混凝土性能测试、红外光谱分析。研究表明,此工艺合成的聚羧酸减水剂具有良好的缓释效果。     

聚羧酸系高效减水剂的合成研究

在水溶液体系中以过硫酸盐为引发剂,用马来酸(MA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和聚乙二醇(EG)为单体接枝共聚合成减水剂,研究了不饱和单体的物质的量比、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素的影响,得出了合成聚羧酸系减水剂的最佳配比和合成条件,对该减水剂进行了性能试验,结果表明聚羧酸系减水剂具有优良的分散性能和保坍性,是一种高性能混凝土减水剂。     

聚羧酸高效陶瓷减水剂的合成及性能

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用水溶液聚合法制备了一种线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂。通过正交实验,研究了各反应条件对添加了0.35%(相对于绝干料浆质量)线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的陶瓷坯体料浆流动时间的影响,并进一步利用FTIR和XRD等手段对线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂的官能团结构和晶相结构进行了表征,分别用POM和SEM照片观察陶瓷坯体料浆的分散情况和陶瓷坯体试样的断面形貌。结果表明,线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂最佳合成条件为:聚合温度为80℃、引发剂用量占聚合单体总质量的9%、n(MA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1.0∶3.5∶1.5、聚合时间为4 h。当线型MA/AA/AMPS聚羧酸高效陶瓷减水剂掺量为0.35%(相对于绝干料浆质量)时,陶瓷坯体料浆体系的黏度从689.5 mPa·s降低到56.8 mPa·s。     

一种高性能聚羧酸减水剂的合成研究

以聚乙二醇单甲醚1200(MPEG1200)与丙烯酸(AA)为原料,在无溶剂条件下进行酯化法,成功制备了丙烯酸聚乙二醇单甲醚1200酯(AA-MPEG1200)大单体。并以所合成的大单体与甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等不饱和单体在过硫酸铵(APS)引发下共聚,合成聚羧酸减水剂。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:即MAA/AA∶MPEG-AA为4∶1,AMPS∶MPEG-AA为0.4∶1,SAS∶MPEG-AA=0.6∶1,APS用量为单体总质量的5%;反应温度为80℃、反应时间为8 h。所合成的聚羧酸减水剂具有良好的分散性和保塑性。     

聚羧酸系减水剂中间大分子单体的合成

通过聚乙二醇单甲醚-1200(MPEG1200)与甲基丙烯酸直接酯化合成了甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-1200酯(MAAPEGME1200)。经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:带水剂甲苯用量为反应物总质量的30%,酸醇摩尔比为3.0∶1,阻聚剂吩噻嗪用量为甲基丙烯酸质量的1.5%,催化剂对甲苯磺酸用量为聚乙二醇单甲醚-1200质量的2.5%,反应温度为125℃,反应时间为9 h。此条件下酯化率达96.72%,双键损失率为3.10%。     

聚羧酸减水剂影响抗裂性能的机理研究

通过实验,以混凝土28d的拉压比大小为评价混凝土抗裂性能的优劣,分析了合成聚羧酸减水剂的羧基、氨基、磺酸基、羟基、酯基等各官能团比例,聚醚支链的长短,减水剂分子量大小等因素对混凝土抗裂性能的影响。初步探讨了聚羧酸减水剂提高混凝土抗劈裂性能机理。     

新型聚羧酸系高效减水剂的合成实验研究

通过正交实验,得出聚合度不同的聚氧乙烯基烯丙酯大单体的最佳合成条件：采用丙烯酸与聚乙二醇的摩尔比为1．2：1．0,阻聚剂为聚乙二醇质量的0．40％,对甲苯磺酸用量为丙烯酸用量的10％,反应温度为95℃,在充分搅拌的情况下进行烯丙酯大单体的合成。通过对自由基共聚合的聚合工艺实验,找出了最佳共聚合工艺：n（MAS）：n（AA）：n（PA）=1．5：5．0：1．25,在85℃不断搅拌下反应时间4h得到聚羧酸系减水剂。将自制的聚羧酸减水剂按相关行业标准进行性能检测并与其它商品减水剂进行性能比较,结果表明,该减水剂除具有很高的分散性外,还具有控制坍落度损失小及抗压强度比高等优点。     

聚羧酸减水剂的合成

采用先酯化后聚合的方法,在水溶液中,在引发剂阻聚剂作用下, 由聚乙二醇、甲基丙烯酸、丙烯酸合成了聚羧酸盐减水剂,对产品进行了表征。     

机制砂石粉对聚羧酸减水剂性能影响

研究了机制砂石粉的岩性、含量、细度对减水剂饱和产量、保坍性能和引气性能的影响。试验结果表明,玄武岩的饱和点掺量最高,砂浆流动度损失较大,保气性能较差,对胶砂和混凝土工作性能影响最大;机制砂中石粉含量的增加,减水剂的饱和点增大,减水剂敏感性增强,保坍性能下降,石粉含量过低或者过高都会影响减水剂的引气性能;随着石粉细度增加,减水剂饱和掺量先减小后增大,引气性能先增加后降低,保气性能逐渐变好,在细度小于等于700目时,减水剂保坍性能变化较小,细度继续增加,保坍性能下降。     

聚羧酸系减水剂的常温合成及性能

以异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为单体,通过芬顿试剂引发反应,在常温下制备了三元聚羧酸型减水剂(PC),探讨了不同反应条件对减水剂分散性能的影响,并通过傅里叶红外(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)等手段对共聚物进行了表征。得到最佳合成条件为:引发剂滴加时间3h,引发剂过氧化氢/硫酸亚铁质量比1.2:1,反应温度30℃,酸醚摩尔比4:1,磺酸盐用量为单体总质量的1.6%,链转移剂用量为总单体质量的1.5% 。当减水剂折固掺量为0.3%时,水泥初始净浆流动度为290 mm,1h后提升到302mm。此常温下合成的减水剂具有良好的分散性和保持性,该方法是一种有应用前景的常温合成方法。     

一种马来酸酐型聚羧酸系减水剂的制备与作用机理的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对氯甲基苯乙烯、马来酸酐(MAH)为聚合单体,采用非均相聚合方法,合成对氯甲基化苯乙烯-马来酸酐共聚物,并通过与蔗糖反应合成苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物(SP)。通过红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对减水剂结构进行表征。并以净浆流动度、水泥颗粒表面吸附量和Zeta电位为指标,研究了其作用机理。结果表明,SP能有效地吸附在水泥颗粒表面,改变水泥颗粒表面的电位,使水泥颗粒表面形成双电子层,在静电斥力的作用下,水泥颗粒之间保持稳定,水泥浆体流动性提高。     

一种马来酸酐型聚羧酸系减水剂的制备与作用机理的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对氯甲基苯乙烯、马来酸酐(MAH)为聚合单体,采用非均相聚合方法,合成对氯甲基化苯乙烯-马来酸酐共聚物,并通过与蔗糖反应合成苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物(SP)。通过红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对减水剂结构进行表征。并以净浆流动度、水泥颗粒表面吸附量和Zeta电位为指标,研究了其作用机理。结果表明,SP能有效地吸附在水泥颗粒表面,改变水泥颗粒表面的电位,使水泥颗粒表面形成双电子层,在静电斥力的作用下,水泥颗粒之间保持稳定,水泥浆体流动性提高。     

一种聚羧酸高性能减水剂的研究

将丙烯酸、甲基烯丙基磺酸钠、马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯大单体在水溶液中用自由基聚合的方法,用过硫酸铵为 引发剂合成了具有梳状结构的聚羧酸高性能减水剂。测试了该减水剂的应用性能。结果表明该减水剂具有高的减水率,与不 同水泥具有良好的适应性,具有较好的坍落度保持性,适宜于配制高性能混凝土。     

聚羧酸减水剂的两亲匹配

通过引入两亲平衡值(P0)、亲水平衡因子(k)、两亲匹配系数(λ)等概念对共聚物减水剂两亲平衡、结构与性能关系进行了研究。结果表明:特定黏度范围内(相对黏度为1.28～1.32),甲基丙烯酸体系的聚羧酸减水剂平均亲水值与平均亲油值存在线性关系:y=0.6327x 0.5078,其相关系数R2=0.9535,其中两亲平衡值P0=0.5078,亲水平衡因子k=0.6327;对于特定条件下的共聚物减水剂,可以通过计算两亲匹配系数,从而在聚合反应前预测其共聚物分散能力的大小,对聚羧酸减水剂的单体选择、配比优化设计有很强的指导作用。     

Hydro-mechanical properties of fresh cement pastes containing polycarboxylate superplasticizer

A novel oedometric cell has been used to study the permeability and compressibility of freshly made cement-based pastes. This cell allows rapid tests providing an accurate estimation of compressibility, permeability and thus consolidation coefficient with no cement hydration effect. The influence of the test-induced flow on the results obtained is discussed in order to find an optimized procedure. The effects of common mix-design parameters such as W/C ratio and polycarboxylate amount are discussed. Especially, it is shown that polycarboxylate high range water reducing admixture reduces the cement paste permeability and does not influence the compressibility of the cement grain network. The effect of W/C and admixture amount on paste bleeding is also discussed.     

基于竞聚率设计制备组成均匀的聚羧酸减水剂

基于试验得到的聚羧酸减水剂（PCE）共聚单体的竞聚率数据,采用控制转化率和补加活泼单体相结合的方法,结合理论计算和聚合单体摩尔分数实际测定结果,确定了活泼单体丙烯酸（AA）补加时间及补加量,使其在共聚过程中始终与大单体异丁烯基聚乙二醇醚（MAPEG）组成保持基本不变,以保证聚合反应不同时间段所生成的共聚物组成和结构与设计值一致。为系统研究控制工艺的准确性和可靠性,将其与传统投料工艺反应过程中所得产物的组成对比,考察了控制共聚物组成对分散性能的影响。结果表明,基于竞聚率的控制工艺制备PCE过程中,由于分段补加消耗较快的AA,抑制AA和MAPEG在共聚物瞬时组成的变化幅度,共聚物的平均酸醚比〔n(AA)/n(MAPEG)〕分别为2.79、3.77、4.82,基本接近设计酸醚比（A/E）的3.0、4.0、5.0;其制备的PCE平均主链长度及主链上羧基含量、大单体含量较高,使PCE覆盖面积和吸附层厚度增大,从而提升了净浆初始流动度和流动保持性能。     

Effects of connection mode between carboxyl groups and main chains on polycarboxylate superplasticizer properties

Preparation and characterization of polycarboxylate superplasticizers of IPCs ( copolymer of itaconic acid and allyl polyoxyethylene ether) and MPCs (copolymer of maleic anhydride and allyl polyoxyethylene ether) are shown. The difference between IPCs and MPCs is that half of the carboxyl groups of IPCs indirectly connect to the main chains through methylene. The effects of the carboxyl group‐main chain connection mode on the properties of IPCs and MPCs were investigated by assessing the paste fluidity and the pore diameters and compressive strength. The interaction between IPCs (MPCs) and cement were revealed by zeta‐potential and the adsorption amount. The results indicated that the indirect connection mode favorably improved paste fluidity, decreased pore diameters, and increased the compressive strength compared with the direct connection mode. This is likely because that when carboxyl groups are connected to the main chains indirectly, more moving space allows easier adsorption on cement particles. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

MAPEG-MA-SMAS三元共聚物高效减水剂的制备及性能研究

以马来酸聚乙二醇单酯(MAPEG)、丙酸甲酯(MA)和甲基烯丙基磺酸钠(SMAS)为原料,通过共聚反应制得MAPEG-MA-SMAS三元共聚物高效减水剂。讨论了共聚反应中影响合成减水剂性能的因素,并用GPC表征了减水剂的相对分子质量及其分布。通过SEM分析了水泥石的微观结构。结果显示,当n(MAPEG)∶n(MA)∶n(SMAS)=1.0∶0.5∶0.5,聚合反应温度为85℃,聚合反应时间为7 h,引发剂用量为单体总质量的3.6%,合成的减水剂综合性能良好。当其掺量为0.3%时,水泥净浆初始流动度达325 mm。GPC分析显示减水剂平均相对分子质量Mw=15 345,分散系数Mw/Mn=2.087。SEM分析结果显示减水剂使水泥石大孔率降低,晶形更完整。     

聚羧酸系减水剂的制备及性能研究

在水溶液中,以活性单体聚合法合成了一种含羧基、磺酸基、聚氧乙烯基等功能基团的聚羧酸系减水剂,原料配比MAS∶AA∶PA=1∶3∶1,反应时间3 h,温度90℃,引发剂用量2%。该减水剂在建筑石膏中掺量为0.7%时,减水率可达18.7%,且可以抑制建筑石膏流动度经时性损失,还同时提高硬化体的强度。静电斥力和空间位阻效应的协同作用是减水剂在建筑石膏中的主要作用。