改性纖維素的制備及其復(fù)合聚羧酸減水劑的研究.pdf

1、聚羧酸減水劑（PCE）具有摻量小、減水率高、保坍性能好以及安全環(huán)保性優(yōu)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高速鐵路、橋梁及機(jī)場(chǎng)等重大工程領(lǐng)域的高效混凝土的配制。但因其是通過(guò)石油產(chǎn)物的合成而制得，原料為不可再生的化石資源，且成本較高，使其應(yīng)用受到一定限制。因此，研制更為環(huán)保的生產(chǎn)原料或替代品，降低成本已經(jīng)成為 PCE研究的熱點(diǎn)之一。基于上述原因，本論文對(duì)蘆葦漿粕進(jìn)行化學(xué)改性，并將改性產(chǎn)物與 PCE進(jìn)行復(fù)合以替代部分PCE，使之成為綜合性能好、性價(jià)比高的復(fù)

2、合減水劑。
　　本論文對(duì)蘆葦漿粕進(jìn)行水解制備微晶纖維素（MCC），通過(guò)正交設(shè)計(jì)研究其水解工藝。以 MCC為原料，經(jīng)堿化、醚化制備丙基磺酸纖維素（SPC），以改善其水溶性，并通過(guò)均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)研究水浴加熱法制備 SPC的工藝。采用紅外光譜、X射線衍射分析等現(xiàn)代分析測(cè)試手段分別對(duì)MCC和 SPC的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。將經(jīng)水浴加熱法、超聲波加熱法、微波加熱法制備的SPC分別與 PCE進(jìn)行復(fù)配，得到 SPC-Ⅰ/PCE、SPC-Ⅱ/PCE和 SP

3、C-Ⅲ/PCE復(fù)合減水劑。通過(guò)對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度、減水率等進(jìn)行測(cè)定，研究復(fù)合減水劑的性能。
　　MCC的最佳制備工藝：超聲波預(yù)處理時(shí)間為1 h，HCl濃度為6 wt％，液固比為30:1，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為2 h。此時(shí)，MCC的產(chǎn)率為84.9％。對(duì)MCC的結(jié)構(gòu)研究表明：預(yù)處理過(guò)程和水解過(guò)程對(duì)MCC的分子結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有影響；水解過(guò)程會(huì)顯著提高 MCC的結(jié)晶度，而超聲波預(yù)處理會(huì)使其結(jié)晶度略有下降。水浴加熱法制備 SPC的工藝分為

4、堿化和醚化兩步：堿化工藝為 NaOH/AGU（脫水葡萄糖基單元）摩爾比2.7，堿化溫度10℃，堿化時(shí)間1 h；醚化工藝為 PS（1,3-丙基磺酸內(nèi)酯）/AGU摩爾比1.5，醚化溫度95℃，醚化時(shí)間4 h。對(duì)不同SPC制備方法進(jìn)行對(duì)比研究表明：與水浴加熱法相比，超聲波加熱法、微波加熱法分別可使醚化時(shí)間縮短至2 h和1 h。對(duì)SPC的研究表明：醚化劑與纖維素分子鏈上的羥基發(fā)生醚化反應(yīng)，引入了丙基磺酸基團(tuán)，破壞了纖維素的結(jié)晶區(qū)，從而有利于產(chǎn)物

5、水溶性的提高；該 SPC的取代度為0.355，特性粘度為44.03 ml/g；而取代度對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響較大，特性粘度對(duì)其影響較小，具有高取代度和低特性粘度的SPC對(duì)水泥凈漿表現(xiàn)出良好的減水作用。對(duì)復(fù)合減水劑的性能研究表明：SPC-Ⅰ/PCE、SPC-Ⅱ/PCE和 SPC-Ⅲ/PCE復(fù)合減水劑的最佳重量配比分別為10/90、15/85和15/85。減水率分別為29.5％、26.6％和29.1％，與PCE的減水率（30.5％）相近。其