功能型聚羧酸減水劑的合成及其表征.pdf

1、減水劑和阻銹劑是建筑工程中最常用的水泥混凝土添加劑。聚羧酸系減水劑是近幾年研究發(fā)展比較快的新型高效減水劑，能夠有效提高混凝土強度、改善性能、節(jié)約水泥用量及節(jié)省能耗等方面；氨基酸具有可生物降解性、綠色環(huán)保、價格低廉、種類繁多、來源廣泛等優(yōu)點，是一種很有前途的綠色阻銹劑。
　　本論文以對甲苯磺酸法使精氨酸羧基游離出來，繼而與過量聚乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，成功地合成了精氨酸對甲苯磺酸鹽(AT)封端的聚乙二醇單酯(AP)。分別以聚乙二醇(40

2、0、1000、1500)和AT為原料制得單酯AP(I、Ⅱ、Ⅲ)，以此類單酯作為醇與甲基丙烯酸(MAA)進(jìn)行酯化反應(yīng)合成了大單體APM(I、Ⅱ、Ⅲ)，大單體經(jīng)聚合反應(yīng)合成功能型聚羧酸減水劑APC(I、Ⅱ、Ⅲ)，測試結(jié)果表明APC(Ⅱ)在水泥混凝土性能和阻銹緩蝕性能方面效果較為突出，比較適用于工業(yè)生產(chǎn)。合成 APC(Ⅱ)的反應(yīng)分為三個階段：PEG1000與AT的摩爾比為1.3:1，催化劑對甲苯磺酸用量2％(按PEG1000和AT總質(zhì)量計)，

3、115℃反應(yīng)9h合成的AP(Ⅱ)酯化率達(dá)到95%左右；AP(Ⅱ)與MAA的摩爾比為1:3，阻聚劑對苯二酚用量為1%(按MAA質(zhì)量計)，催化劑對甲苯磺酸用量2%(按AP(Ⅱ)與MAA總質(zhì)量計)，100℃下反應(yīng)6 h合成的APM(Ⅱ)酯化率達(dá)到95%；單體聚合反應(yīng)中引發(fā)劑用量10%，APM(Ⅱ):MAA:SMAS的摩爾比為1:4.0:1.25，90℃下反應(yīng)1.5h合成APC(Ⅱ)，性能測試表明APC(Ⅱ)凈漿流動度為317mm，減水率達(dá)到3

4、0%，28天抗壓強度達(dá)到50.6MPa。
　　同時，作為APC對照試驗，本論文以自制聚羧酸減水劑大單體(PM)合成聚羧酸減水劑(PC)，合成工藝流程和參數(shù)參照APC。PEG1000:MAA摩爾比為1:3.0，催化劑用量為2%(按PEG1000和MAA總質(zhì)量計)，阻聚劑對苯二酚用量為1%(按MAA質(zhì)量計)，95℃下反應(yīng)3.5 h，合成的PM(Ⅱ)酯化率高達(dá)97%；以此單酯合成聚羧酸減水劑PC(Ⅱ)：引發(fā)劑用量10%(按單體總質(zhì)量計)

5、，PM(Ⅱ):MAA:SMAS摩爾比為1:4.0:1.25，90℃下聚合反應(yīng)1.5h合成減水劑PC(Ⅱ)，性能測試結(jié)果表明PC(Ⅱ)凈漿流動度為330mm，減水率達(dá)到32%，28天抗壓強度達(dá)到51.2MPa。
　　精氨酸接枝的APC作為減水劑與PC的性能指標(biāo)相近，在凈漿流動性、減水率以及抗壓強度等性能方面效果優(yōu)越，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB8076-2008規(guī)定的高性能減水劑標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過紅外表征證明了單酯、大單體以及減水劑的分子結(jié)構(gòu)。因精氨酸