微波作用下高效減水劑的合成及其性能研究.pdf

1、減水劑是用量最大、應(yīng)用最廣的混凝土外加劑，但由于目前高效減水劑合成工藝主要采用水浴或油浴加熱，使合成工藝不但生產(chǎn)周期較長、工藝相對復(fù)雜，而且生產(chǎn)中能耗較大，對環(huán)境造成的污染較嚴(yán)重，傳統(tǒng)合成工藝已嚴(yán)重限制了高效減水劑的發(fā)展速度。為克服上述問題，本論文以開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保和改善減水劑性能的新工藝為目的，結(jié)合紅外圖譜，對所得減水劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。通過性能檢測，表明所得產(chǎn)品性能優(yōu)越，證明微波作用合成高效減水劑工藝是有效可行的。研究結(jié)果內(nèi)容如下

2、：
　　 （1）研究了微波作用下脂肪族磺酸鹽高效減水劑的合成方法，確定出最佳合成工藝為無水亞硫酸鈉的水解溫度為60℃；水解時間為30分鐘；加丙酮磺化時間為40分鐘；甲醛的最佳初末溫度范圍為50℃～65℃；溶液濃度為0．43 g·ml-l；無水亞硫酸鈉與丙酮的比值nS：nA=0.35；甲醛與丙酮的比值nF：nA=2.0；微波功率為200 W；聚合溫度為85℃；聚合反應(yīng)時間為25分鐘。通過性能檢測，所得脂肪族減水劑在固摻量為0．50

3、％條件下其水泥凈漿流動度為229 mm，具有分散性好、無泌水、流動度經(jīng)時損失小等優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)摻量為0．50％和0.75％時，對應(yīng)砂漿減水率分別達(dá)20．2％和26．5％。同時，由于采用微波輻射技術(shù)，其生產(chǎn)周期大大縮短，不但使縮合時間僅為25 min，而整個工藝不足2.5 h，充分顯示了微波作用在合成中的優(yōu)勢。
　　 （2）研究了微波作用下氨基磺酸鹽高效減水劑的合成方法，確定出最佳合成工藝為溶液濃度為40％；溶液pH為10；水解時間為5

4、分鐘；滴加甲醛的時間為30分鐘；對氨基苯磺酸與苯酚的摩爾比n（對氨基苯磺酸）：n（苯酚）=1：1.5；n（對氨基苯磺酸+苯酚）：n（甲醛）=1：1.0；n（對氨基苯磺酸）：n（尿素）=1：0.3；微波功率為250 W；聚合溫度為85℃；聚合反應(yīng)時間為2.5小時。通過性能檢測得出，氨基磺酸系高效減水劑在摻量0．35％和0.50％條件下，其砂漿減水率分別為23．4％和26．8％，并且與水泥有較好的適應(yīng)性。同時，微波作用下聚合時間僅為2.5小

5、時，與文獻(xiàn)報道的傳統(tǒng)加熱方式下8小時左右相比減少了5.5小時，而且使合成周期由傳統(tǒng)的10多小時減少到不足3.5小時，生產(chǎn)效率顯著提高，能耗明顯降低、并且改善了減水劑性能。
　　 （3）研究了微波作用下聚羧酸系高效減水劑的合成方法，確定出最佳合成工藝為聚乙二醇-100與丙烯酸的摩爾比為0.20；甲基丙烯磺酸鈉與丙烯酸的摩爾比為0．20；引發(fā)劑與丙烯酸摩爾分?jǐn)?shù)為5.0％；鏈轉(zhuǎn)移劑與丙烯酸的摩爾分?jǐn)?shù)為8.0％；催化劑與聚乙二醇質(zhì)量比為

6、2.0％；縮合溫度為110℃；縮合時間為1.5小時；微波功率為450 W；聚合時間為1.0小時；聚合溫度為80℃。通過性能檢測得出，該工藝合成的聚羧酸減水劑在摻量為0．30％、0.50％和0.75％條件下，減水率分別達(dá)到21．1％、31．5％及41.1％，同時，整個工藝周期僅為3.5小時，與現(xiàn)有工藝相比效率提高顯著，充分顯示了微波作用在合成中的優(yōu)勢，而且本研究所用引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和催化劑均為綠色試劑，并且不需要氮?dú)獗Ｗo(hù)和使用攜水劑，實(shí)現(xiàn)