含有超支化聚胺—酯結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑的合成及其性能研究.pdf

1、聚羧酸系減水劑用量少，減水率高，性能優(yōu)異，是新一代的高性能減水劑。而且其分子結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計(jì)性，是未來減水劑發(fā)展的重要方向。超支化聚合物是具有空間三維立體結(jié)構(gòu)的大分子，具有粘度低，反應(yīng)活性高等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于許多專業(yè)領(lǐng)域。
　　本論文首先通過丙烯酸甲酯與二乙醇胺的邁克爾加成反應(yīng)制備了AB2型增長單體，通過調(diào)整其與核分子的摩爾比，合成了不同代數(shù)的端羥基超支化聚胺-酯（HPAE）;使用紅外光譜、元素分析、羥值測試等對AB2型單體和HPAE

2、進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，表明我們成功合成了預(yù)期結(jié)構(gòu)的超支化聚胺-酯。然后利用丁二酸酐進(jìn)行接枝改性，將末端基團(tuán)羥基成功改性為羧基;對端基改性實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)催化劑用量為4.0％，酸醇比為1.2∶1時(shí)，反應(yīng)的酯化率達(dá)到94.8％，雙鍵剩余率為82.5％。在引發(fā)劑作用下，在水溶液中與丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸鈉(MAS)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚等不飽和單體發(fā)生自由基共聚反應(yīng)，制備了含有超支化聚胺-酯結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑(HPC)，討論了單體配比、H

3、P代數(shù)、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度和時(shí)間對減水劑分散性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)單體摩爾配比HP-G2∶ AA∶ MAS∶ TPEG2400=0.75∶3.5∶0.75∶1.5，引發(fā)劑APS用量為3.0％，反應(yīng)溫度為90℃，反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí)，得到的減水劑具有最佳的分散性能。不同摻量下的水泥凈漿流動(dòng)度測試表明，HPC的飽和摻加量為0.5％。
　　本論文測試了不同濃度HPC水溶液的表面張力，HPC在水泥顆粒上的表觀吸附量，以及吸附不同濃度HPC的

4、水泥粒子表面的zeta電位值，并以此對HPC的作用機(jī)理進(jìn)行初步推測或驗(yàn)證。結(jié)果表明，HPC能明顯降低水溶液的表面張力;在水泥顆粒表面具有較高吸附量，且對水泥顆粒表面的電荷分布產(chǎn)生一定的影響。分析認(rèn)為，HPC的主要作用機(jī)理是空間位阻效應(yīng)，即羧基和磺酸基等極性基團(tuán)吸附在水泥顆粒表面，長的聚氧乙烯基側(cè)鏈伸向水中提供空間位阻效應(yīng)，從而有效防止相鄰水泥顆粒間的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高分散性能。超支化結(jié)構(gòu)的存在使水泥顆粒和HPC間的吸附作用更加牢固穩(wěn)定，從而

5、表現(xiàn)出更加優(yōu)異的分散性和分散穩(wěn)定性。
　　將合成的HPC應(yīng)用于水泥砂漿和混凝土中。結(jié)果表明，HPC具有較高的減水率;摻加HPC的砂漿試件的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度顯著提高，而且HPC能夠起到一定的減縮防裂效果。另外，摻加HPC的混凝土表現(xiàn)出良好的緩凝性能，滿足了商品混凝土遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和泵送需求;同時(shí)，HPC能夠顯著增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度。通過測試摻加HPC和其他類型減水劑的不同水泥的凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失率表明，HPC對不同水泥的適應(yīng)性較好，基