含有超支化聚胺—酯結構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。而且其分子結構具有可設計性，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構的大分子，具有粘度低，反應活性高等優(yōu)點，可應用于許多專業(yè)領域。
　　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制備了AB2型增長單體，通過調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、進行結構表征，表明我們成功合成了預期結構的超支化聚胺-酯。然后利用丁二酸酐進行接枝改性，將末端基團羥基成功改性為羧基;對端基改性實驗條件進行優(yōu)化，當催化劑用量為4.0％，酸醇比為1.2∶1時，反應的酯化率達到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，制備了含有超支化聚胺-酯結構的聚羧酸系減水劑(HPC)，討論了單體配比、H

3、P代數(shù)、引發(fā)劑用量、反應溫度和時間對減水劑分散性能的影響。結果表明當單體摩爾配比HP-G2∶ AA∶ MAS∶ TPEG2400=0.75∶3.5∶0.75∶1.5，引發(fā)劑APS用量為3.0％，反應溫度為90℃，反應時間為4h時，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的作用機理進行初步推測或驗證。結果表明，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生一定的影響。分析認為，HPC的主要作用機理是空間位阻效應，即羧基和磺酸基等極性基團吸附在水泥顆粒表面，長的聚氧乙烯基側鏈伸向水中提供空間位阻效應，從而有效防止相鄰水泥顆粒間的團聚現(xiàn)象，提高分散性能。超支化結構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應用于水泥砂漿和混凝土中。結果表明，HPC具有較高的減水率;摻加HPC的砂漿試件的抗壓強度和抗折強度顯著提高，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距離運輸和泵送需求;同時，HPC能夠顯著增強混凝土的抗壓強度。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度經時損失率表明，HPC對不同水泥的適應性較好，基