MA系與MAA系聚羧酸減水劑的制備及性能的研究.pdf

1、本文研究了馬來(lái)酸酐(MA)系減水劑和甲基丙烯酸(MAA)系減水劑的制備、結(jié)構(gòu)與性能。對(duì)于MA系減水劑分別采用直接法和酯化法進(jìn)行合成。在直接法中,以MA、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)作為單體共聚合成MA系減水劑；在酯化法中,以MA和聚乙二醇(PEG)酯化制得酯化物,再與AMPS、AA在過(guò)硫酸胺引發(fā)劑作用下共聚制得MA系減水劑。對(duì)于MAA系,采用酯化法合成。以MAA和甲氧基聚乙二醇(MPEG)制得酯化物,再與MA

2、S、AA共聚制備出MAA系減水劑。以MA和聚PEG為主要原料,合成馬來(lái)酸聚乙二醇單酯,將酯化物作為單體與AMPS,AA共聚制備得到MA系減水劑；通過(guò)正交試驗(yàn)討論了酯化反應(yīng)工藝條件,并討論了酯化反應(yīng)中影響酯化率的因素,結(jié)果表明以三乙胺為催化劑,當(dāng)n(MA):n(PEG)=2:1,催化劑用量為5％,85℃下反應(yīng)3h,酯化率為97.26％；再通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)討論了共聚反應(yīng)工藝條件,并討論了共聚反應(yīng)中影響減水劑凈漿流動(dòng)度的因素,發(fā)現(xiàn)以n(酯化物):

3、n(AA):n(AMPS)=1:3:1.5,引發(fā)劑用量為4％,85℃下反應(yīng)5h所得減水劑凈漿流動(dòng)度為269mm,減水率可達(dá)23％。對(duì)酯化物和共聚物進(jìn)行紅外譜表征；以GPC表征共聚物減水劑的分子量及分布發(fā)現(xiàn)減水劑平均分子量Mn為12562,分散系數(shù)Mw/Mn2.1361；通過(guò)SEM觀察了添加減水劑的水泥石的早期微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示添加減水劑使水泥石大孔減少,生成更多較小的孔,結(jié)晶生長(zhǎng)更密實(shí)。用MA直接與AMPS,AA共聚制備得到馬來(lái)酸酐系減

4、水劑；通過(guò)正交試驗(yàn)討論了共聚反應(yīng)的工藝條件,并討論了共聚反應(yīng)中影響減水劑凈漿流動(dòng)度的因素,發(fā)現(xiàn)以n(MA):n(AA):n(AMPS)=1:3:1.5,引發(fā)劑用量為4％,85℃下反應(yīng)5h所得減水劑凈漿流動(dòng)度為可達(dá)263mm,減水率可達(dá)18％。同樣,對(duì)共聚物進(jìn)行紅外譜表征,以SEM對(duì)添加減水劑的水泥石進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)觀察。以MAA與MPEG為原料,制得甲基丙烯甲氧基聚乙二醇酯,再與MAS,AA共聚制得甲基丙烯系減水劑；通過(guò)正交試驗(yàn)討論了酯化

5、反應(yīng)工藝條件,并討論了酯化反應(yīng)中影響酯化率的因素,結(jié)果表明以n(MA):n(PEG1000)=4:1,反應(yīng)時(shí)間6h,反應(yīng)溫度125℃,催化劑用量4％,在此最佳工藝條件下單酯化率可達(dá)97.26％；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)討論了共聚反應(yīng)工藝條件,并討論了共聚反應(yīng)中影響減水劑凈漿流動(dòng)度的因素,發(fā)現(xiàn)以n(PEG酯):n(AA):n(MAS)=1:3:0.48。引發(fā)劑用量為4％,85℃下反應(yīng)5h合成的減水劑初始凈漿流動(dòng)度可達(dá)300mm,減水率高達(dá)26％。對(duì)酯

6、化物和共聚物進(jìn)行紅外譜表征；通過(guò)SEM觀察了添加減水劑的水泥石的早期微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加減水劑使水泥石水化過(guò)程中結(jié)晶生長(zhǎng)更密實(shí),大孔減少,生成更多較小的孔。對(duì)酯化反應(yīng)和共聚反應(yīng)速率規(guī)律進(jìn)行了探討,數(shù)據(jù)分析表明該酯化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng),共聚反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為一級(jí)反應(yīng)。通過(guò)對(duì)幾種減水劑的性能與混凝土試驗(yàn)比較,結(jié)果表明國(guó)產(chǎn)減水劑的減水率最大為28％,甲基丙烯酸系減水劑的減水率也有26％,直接法合成馬來(lái)酸酐系減水劑的減水率最小,只有