新型衣康酸酯类聚羧酸系减水剂合成及其性能研究

基于EPEG大单体的聚羧酸减水剂合成及其性能研究基于EPEG大单体的聚羧酸减水剂合成及其性能研究摘要：本文以EPEG（聚乙二醇单丁醚）为主要原料，采用差异性聚合法合成了一种新型的聚羧酸减水剂，通过对其性能的研究，得出了该减水剂具有卓越的减水性能和长时间保持性能的结论。

该减水剂在混凝土的制备中表现出良好的分散性和流动性，有效提高了混凝土的均匀性和强度。

关键词：EPEG大单体；聚羧酸减水剂；性能研究；混凝土1. 引言聚羧酸减水剂是一种广泛应用于混凝土工程中的化学掺合剂。

它能够显著改善混凝土的流动性和减水性能，提高混凝土的均匀性和工作性，同时还能有效降低混凝土的水胶比。

在过去的几十年中，聚羧酸减水剂得到了广泛的研究和应用。

2. 实验方法2.1 原料选择本实验选择EPEG作为主要原料进行聚合反应。

EPEG是一种在水性体系中常用的减水剂单体。

2.2 合成方法将EPEG与一定量的过硼酸铵（AP）加入到反应器中，加热至反应温度并搅拌均匀。

然后将单体引发剂TEPHA（三乙氧基氰基甲基乙烷酸酯）溶于稀硫酸中，并加入到反应器中。

反应时间为24小时。

2.3 性能测试对合成得到的聚羧酸减水剂进行性能测试，包括固含量测试、溶解度测试等。

3. 结果与讨论3.1 合成得到的聚羧酸减水剂通过差异性聚合法合成得到一种新型的聚羧酸减水剂，可以作为混凝土的掺合剂使用。

3.2 性能测试结果通过对聚羧酸减水剂的性能测试发现，该减水剂的固含量为XX%，溶解度为XX g/L。

这些结果表明，该减水剂具有较高的固含量和良好的溶解性。

4. 混凝土性能测试4.1 流动性测试将合成的聚羧酸减水剂加入到混凝土中，并测试其流动性。

结果显示，加入减水剂后，混凝土的流动性显著提高。

4.2 减水性能测试通过某某方法测试混凝土的减水率。

结果显示，使用合成的聚羧酸减水剂后，混凝土的减水率明显提高。

5. 结论本研究成功合成了一种基于EPEG大单体的新型聚羧酸减水剂，并通过对其性能的研究，证实了该减水剂具有良好的流动性和减水性能。

高固含量聚羧酸减水剂合成与性能研究的开题报告一、研究背景及意义随着现代建筑技术的发展和建筑行业的快速发展，对于高性能混凝土的需求越来越高。

而在混凝土配合比中，混凝土减水剂作为一种重要的掺合料，可以有效降低混凝土的水灰比，提高混凝土强度和耐久性。

目前市场上广泛使用的聚羧酸减水剂具有高减水率、良好的流动性、优异的保水性和减颗粒分散性能，但其中的固含量较低，无法满足一些特殊的工程需求。

因此，开发一种高固含量的聚羧酸减水剂具有重要的现实意义和应用价值。

二、研究内容和目标本次研究的内容是开发一种高固含量的聚羧酸减水剂，并对其进行性能测试和分析。

具体的研究内容如下：1、合成高固含量聚羧酸减水剂的工艺优化；2、对合成的聚羧酸减水剂进行吸附等温线、减水率测试、流动性测试和稳定性测试等性能测试；3、分析聚羧酸减水剂的结构性质、与水泥的相互作用机理等影响因素；4、探究聚羧酸减水剂的施工应用现状和市场前景等问题。

本次研究的主要目标是开发一种高固含量的聚羧酸减水剂，并对其性能进行测试和分析，为混凝土配制提供更多元化、可靠的选择，在工程实践中推广应用。

三、研究方法和技术路线1、采用化学合成法合成聚羧酸减水剂，并通过对反应条件、原料比例、溶剂等因素的调整，优化合成工艺，使得固含量达到较高水平；2、采用吸附等温线测定法、减水率测试、流动性测试和稳定性测试等方法，对合成的高固含量聚羧酸减水剂进行性能测试；3、通过红外光谱、核磁共振等分析手段，研究聚羧酸减水剂的结构性质及其与水泥的相互作用机理；4、调查聚羧酸减水剂的市场前景和应用情况，了解目前应用中存在的问题和未来的发展趋势等。

四、预期成果和意义预期成果：本次研究将开发一种高固含量聚羧酸减水剂，并通过对其进行吸附等温线、减水率测试、流动性测试和稳定性测试等性能测试，分析其结构性质、与水泥的相互作用机理等影响因素，为混凝土配制提供更多元化、可靠的选择。

意义：开发一种高固含量聚羧酸减水剂，具有较高的固含量和优异的性能，可以提高混凝土的工作性能和耐久性，进一步推动混凝土工程行业的发展，具有重要的现实意义和应用价值。

新型酯类聚羧酸减水剂的合成及研究于飞宇;孙振平;曾贤华;朱巧勇;黄文耀【摘要】根据分子结构设计原理,用丙烯酸单体(AA)直接聚合得到分子质量适中的聚合物PAA,然后与甲氧基聚乙二醇单甲醚(MPEG)进行酯化接枝反应,合成了一种适应性优良、具有良好分散性和分散保持性的新型酯类聚羧酸减水剂(PCE-2).分析了合成过程中引发剂用量、链转移剂用量、MPEG分子质量、催化剂用量、酸醚比等对PCE-2分散性能的影响.通过红外光谱、凝胶色谱和化学滴定等对接枝共聚物进行分析表征.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)002【总页数】5页(P34-38)【关键词】聚羧酸减水剂;甲氧基聚乙二醇单甲醚;酯化;分散性【作者】于飞宇;孙振平;曾贤华;朱巧勇;黄文耀【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;浙江建研科之杰新材料有限公司,浙江嘉兴314108;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;浙江建研科之杰新材料有限公司,浙江嘉兴314108;浙江建研科之杰新材料有限公司,浙江嘉兴314108;浙江建研科之杰新材料有限公司,浙江嘉兴314108【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.2近年来，醚类聚羧酸减水剂由于原料供应方便、生产工艺简单和产品稳定等特点，受到生产和使用者的欢迎。

然而，由于我国地域辽阔，季节变化明显，混凝土原材料差异大以及掺合料日益复杂等多方面的因素，醚类聚羧酸减水剂在混凝土中的应用难度也越来越大[1-3]。

相对于醚类聚羧酸减水剂来说，酯类聚羧酸减水剂对含泥量、含粉量高的骨料适应性较好，掺量敏感度低，混凝土和易性好，所以酯类聚羧酸减水剂在很多地方的使用效果优于醚类聚羧酸减水剂。

酯类聚羧酸减水剂的合成一般采用先酯化合成大分子单体聚乙二醇单丙烯酸酯，然后再与其它含有活性基团的单体共聚，大分子单体的合成是该方法的关键。

早期，童代伟等[3]在酯化大单体合成过程中添加阻聚剂，使得该合成方法得到了推广，目前国内大部分厂商和科研机构基本都是沿着这条思路进行的。

保坍型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究的开题报
告
一、研究背景
现代混凝土工程要求混凝土的耐久性、抗裂性、流动性、加工性、强度等综合性能都得到不断提高。

而使用减水剂是提高混凝土工程技术水平的重要手段之一。

随着现代混凝土工程的发展，减水剂种类不断增多，其中聚羧酸系减水剂由于其优异的性能而逐渐成为主流减水剂。

目前常用的聚羧酸系减水剂多数是以缩二甘醇为主要单体合成的。

缩二甘醇是一种对生态环境有害的化学品，功能性单体的开发也是减少缩二甘醇使用的重要手段。

因此，开发新型的聚羧酸系减水剂，不仅可以拓宽减水剂单体来源，而且可以进一步提高减水剂的环保性能。

二、研究内容和目的
本文以“保坍型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究”为主题，旨在通过实验室合成工作，开发一种新型的保坍型聚羧酸系减水剂。

并通过对该减水剂的性能研究，探究其优势和适用范围。

具体研究内容包括：
1. 合成新型保坍型聚羧酸系减水剂；
2. 对合成的减水剂进行结构表征；
3. 研究合成的减水剂的分散性；
4. 研究合成的减水剂对水泥浆的保坍性和流动性的影响；
5. 研究合成的减水剂对混凝土的抗压强度、裂缝控制能力和耐久性的影响；
6. 对合成的减水剂的优缺点进行分析。

三、研究意义和应用价值
本文合成的新型保坍型聚羧酸系减水剂，在减少缩二甘醇使用的同时，也可以达到其他聚羧酸系减水剂所具备的优异性能，优点明显。

其应用范围涵盖了各类混凝土工程，如建筑物、桥梁、港口、机场等，极具实际意义。

本研究对于推进减水剂的环保化、高效化和应用现代化，具有积极的推动作用。

河北工业大学硕士学位论文聚羧酸系高效减水剂的合成与性能姓名：韩明申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：张福强20080301河北工业大学硕士学位论文聚羧酸系高效减水剂的合成与性能摘要与传统减水剂相比，聚羧酸系高效减水剂因其减水率高、坍落度损失小和安全环保等优点，日益受到学术界、产业界广泛的关注。

本文在合成甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMA)大单体的基础上，重点研究了AA/MAA/AMPS/MPEGMA/EA/DEM共聚物的合成及其对水泥浆体的分散性能。

以甲氧基聚乙二醇（MPEG）和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料，通过酯交换法合成了MPEGMA，用FTIR表征了它的结构, 并研究了催化剂、阻聚剂、反应时间和反应温度等因素对酯化率的影响。

结果表明，MPEG/催化剂的摩尔比为4、阻聚剂用量为0.27wt％、87℃反应6h，酯化率可达98.8％.采用水溶液调节共聚合方法，以AA、MAA、AMPS、MPEGMA、EA和DEM等为原料合成了聚羧酸系高效减水剂，并用FTIR光谱表征了它的结构。

详细研究了引发剂、磺酸盐、丙烯酸和马来酸二乙酯等因素对净浆流动度的影响。

结果表明，AA、MAA、AMPS、MPEGMA、EA和DEM的摩尔比4.16:2.08:1:1.88:0.66:0.82，APS的用量为6.4wt％、巯基丙酸用量为0.22wt％时，所得共聚物的分散效果较佳。

在折固掺量为0.3％、水灰比为0.29时，水泥净浆流动度可达275mm，120min内基本不变。

马来酸二乙酯的加入，提高了流动度经时保持性。

初步探讨了聚羧酸系高效减水剂的分散机理。

萘系减水剂作用机理主要是依靠Zeta 电位的静电斥力；而聚羧酸系减水剂是依靠静电斥力和空间位阻等实现，并且以空间位阻为主。

关键词:聚羧酸系高效减水剂，酯交换，甲氧基聚氧乙二醇甲基丙烯酸酯，共聚合，净浆流动度，大单体i聚羧酸系高效减水剂的合成与性能iiSYNTHESIS AND PERFORMANCE OFPOLYCARBOXYLIC SUPERPLASTICIZERSABSTRACTCompare to the traditional water reducer, polycarboxylic superplasticizers were attracted muchattention because of their small dosage, excellent ability of water reducing, and preventing the slump loss of concrete. On the basis of molecular design, methoxypoly(ethylene glycol) methacrylate (MPEGMA) macromer, and the copolymer of AA/MAA/AMPS/MPEGMA/EA/DEM have been synthesized in this paper. Their dispersing performance and the mechanism were investigated in details.The MPEGMA was prepared through transesterification with methyl methacrylate(MMA) and MPEG, and the structure of MPEGMA was characterized by mean of FTIR. The influences of catalyst, inhibitor, reaction temperature and reaction time on the transesterification yield were discussed in details. At the inhibitor dosage of 0.27wt% and the MPEG/catalyst mole ratio of 4, conducted for 6h at 87℃, the yield of MPEGMA was 98.8%.The high-performance water reducing agent was prepared through solution copolymerization with acrylic acid (AA), α-methylacrylic acid (MAA), 2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic (AMPS), diethyl maleate(DEM) and MPEGMA, and its structure was characterized by mean of FTIR. The influences of initiator, sulphnate, acrylic acid and diethyl maleate on dispersing performance were discussed in details. It indicated that diethyl maleate help to reduce the slump loss. The results show that the copolymer of AA/MAA/AMPS/MPEGMA/EA/DEM mole ratio of 4.16:2.08:1:1.88:0.66:0.82, the APS dosage of 6.4w%, the mercaptopropionic dosage of 0.22wt%, possesses preferable properties. On cement grout, the fluidity of cement grout can reach as high as 275mm by adding the neat copolymer 0.3% and used water/cement ratio 0.29, which there was not slump loss within 120 minutes.The dispersion mechanism of polycarboxylic superplasticizers was investigated. Results indicate that for naphthalene-type water reducer，electrostatic repulsion plays an important part. But for polycarboxylic superplasticizer, with the action of electrostatic repulsion and steric hindrance, the steric hindrance plays the important part.KEY WORDS: polycarboxylic superplasticizers，transesterification reaction，poly(ethylene glycol) methacrylate，copolymerization, fluidity of cement paste，macromer聚羧酸高效减水剂的合成与性能22 第四章聚羧酸系高效减水剂的合成及其性能聚羧酸系高效减水剂分子呈梳型结构，侧链引入大量极性基团羧基、磺酸基、聚醚等。

聚羧酸类高性能减水剂的合成及复配-- 谢谢聚羧酸类高性能减水剂的合成及复配主要针对目前市场常用羧酸工艺北京科峰技术发展有限公司潘科锋一。

合成总述目前市场所使用聚羧酸类高性能减水剂人们习惯性的分为醚类和酯类。

酯类一般是指用不同分子量的MPEG(甲氧基封端的聚氧乙烯醚)在浓硫酸或者对甲苯磺酸等催化剂作用下与含有不饱和键的羧酸进行酯化。

形成所谓的“大单体”。

然后再用“大单体”和其他含有不饱和键的小分子单体在酸性条件下进行开链共聚，生成聚羧酸类高性能减水剂醚类是指直接用一定分子量的含有不饱和键封端的聚氧乙烯醚直接与其他含有不饱和键的小分子量单体在酸性条件下直接共聚成聚羧酸类高性能减水剂。

目前市场上这种醚大概分为三种:1，APEG(烯丙基封端聚氧乙烯醚).2，HPEG(异丁烯醇封端聚氧乙烯醚)。

3，TPEG(异戊烯醇封端聚氧乙烯醚) 一。

酯类聚羧酸高性能减水剂合成工艺一般酯类聚羧酸高性能减水剂合成所用MPEG的分子量都是在600-1200左右;也有专门跟厂家订做分子量600。

800.1000的。

MPEG是环氧乙烷在碱性条件下，用甲醇做起始剂生产的。

一般成品都经过用醋酸中和后PH值在7左右。

所用含有不饱和键的酸一般为:(甲基)丙烯酸;衣糠酸;马来酸(酐);富马酸等。

目前使用最多的是甲基丙烯酸和衣糠酸。

催化剂一般使用浓硫酸和对甲苯磺酸酯化反应是可逆反应。

在隔绝空气或者厌氧条件下进行。

在酯类聚羧酸高性能减水剂合成中，酯化的好坏对最终产品的性能起决定作用，是控制的关键～酯化温度一般在125-135度。

由于在此温度下MAA有可能自聚。

所以要在反应中加对苯二酚或者吩噻嗪等做阻聚剂。

酯化后聚工艺比较灵活。

一般都在去离子水介质中自由聚合。

国内目前以过硫酸铵(APS)做引发剂参与共聚的小高分子也很多。

比如:(甲基)丙烯酸(AA，MAA);烯丙基磺酸钠(AS);甲基烯丙基磺酸钠(MAS);丙烯酰胺;2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠(AMPS);(甲基)丙烯酸甲酯;丙烯酸羟乙酯;醋酸乙烯酯等参考实例:MPEG1000酯化和聚合工艺配方 1.主要原料: MPEG1000;对苯二酚;对甲苯磺酸;甲基丙烯酸(MAA，分子量86);甲基丙烯磺酸钠(MAS，分子量158.2);过硫酸铵(APS) 2.酯化配方: 摩尔比:MAA/MPEG 4/1 对苯二酚用量为MAA 重量的1% 对甲苯磺酸用量为MPEG1000重量的2% 注意:酯化反应是可逆反应。

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文个人简历1969年2月出生,1985.9至1988.7 在上海建筑材料工业学院硅酸盐工程系学习；1992.9至1995.7 在武汉工业大学材料工程系攻读硕士学位，获工学硕士学位；2000.3至今，在清华大学土木工程系攻读博士学位。

在学期间的研究成果1. 2000～2001年度清华大学研究生综合一等奖学金――董氏东方奖学金.2. 2001～2002年度清华大学研究生综合一等奖学金――董氏东方奖学金.3. 预防混凝土耐久性病害综合症技术的研究与应用. 山东省科技厅鉴定，2003.发表的学术论文1. C hong-Zhi Li, Nai-Qian Feng, Yong-De Li, et al. Mechanism of a polycarboxylicwater-reducer and its application for preparing self-compacting concrete with a high volume of fly ash. Cement and Concrete Research, （ “SCI”、“EI”收录期刊，已接收）.2. 李崇智，冯乃谦. 梳形聚羧酸系减水剂的制备、表征与作用机理. 硅酸盐学报，（“EI”收录期刊，已接收）.3. 李崇智，冯乃谦. 梳形聚羧酸系减水剂与水泥的相容性研究. 建筑材料学报，（“EI”收录期刊，已接收）.4. 李崇智，冯乃谦，牛全林. 聚羧酸系减水剂的结构模型与高性能化分子设计.建筑材料学报，2004，7（2）：70－77.(“EI”收录期刊)5. 牛全林，冯乃谦，李崇智. 影响混凝土导电量诸因素的分析. 混凝土，2004，（1）：32－35.6. 冯乃谦，牛全林，李崇智. 混凝土耐久性病害综合症及其预防的研究. 见：中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集（下册），中国硅酸盐学会. 北京，2003.7. 李崇智，冯乃谦，李永德. 现代高性能混凝土的研究与发展. 建筑技术，2003，34（1）：23-25.8. 李永德，陈荣军，李崇智. 单环芳烃系减水剂的合成与性能研究. 化学建材，2003，（1）：41－45.9. 李崇智，李永德，冯乃谦. 聚羧酸系减水剂的合成工艺研究. 建筑材料学报，2002，5（4）：326-330.（EI收入，Accession number：03057347102）10. 李崇智，冯乃谦，李永德. 一种新型聚羧酸系高性能减水剂的作用机理及其应用. 见：中国硅酸盐学会第四届高性能混凝土学术交流会论文集. 中国硅酸盐学会高性能混凝土专业委员会，武汉，2002. 307-314.11. 李崇智，李永德，冯乃谦. 聚羧酸系减水剂的结构与性能研究. 见：第九届全国外加剂学术交流会. 中国土木工程学会混凝土外加剂分会，2002. 69-77.12. 李永德，陈荣军，李崇智. 高性能减水剂的研究现状与发展趋势. 混凝土，2002，（9）：52-55.13. 李崇智，李永德，冯乃谦，陈荣军. 聚羧酸系高性能减水剂的合成与性能. 新型建材，2002，（8）：55-57.14. 李崇智，李永德，冯乃谦. 聚羧酸系减水剂结构与性能关系的试验研究. 混凝土，2002，（4）：3－5.15. 李崇智，赵臻. 混凝土高效脱模剂的研制. 混凝土, 2002，（4）：8-10.16. 李崇智，李永德，冯乃谦. 聚羧酸系高性能减水剂的研制及其性能. 混凝土与水泥制品，2002，（2）：3-6.17. 李崇智，李永德，冯乃谦. 聚羧酸系高性能减水剂的试验研究. 化学建材，2002，（2）：30－33；18. 李强，赵明哲，李崇智. 氨基磺酸系高性能减水剂的合成与性能分析. 混凝土，2001，（11）： 25-28.19. 李崇智，冯乃谦，李永德. 聚羧酸系高性能减水剂的研究进展. 化学建材，2001，（6）：38－41.20. 李崇智，李永德，冯乃谦. 21世纪的高性能减水剂. 混凝土，2001，（5）： 1-4.21. 李崇智，冯乃谦，李永德，覃维祖. 高性能减水剂的研究现状与展望. 见：北京市混凝土协会外加剂分会技术交流会.2002. 136-144.22. 李崇智，冯乃谦，李永德. 聚羧酸系高性能减水剂的研究进展. 见：北京市混凝土协会外加剂分会技术交流会. 2002. 152-159.23. 李崇智,章银祥，董爱群. 免蒸养粉煤灰水泥保温砌块的生产技术. 砖瓦, 2001，（5）：8-11.24. 李崇智,章银祥，董爱群. 免蒸养粉煤灰水泥保温砌块. 新型建筑材料，2001，（2）：37－39.25. 李崇智，冯乃谦，李永德，覃维祖. 高性能减水剂的研究现状与展望. 混凝土与水泥制品，2001，（2）：3－6.26. 李崇智，冯乃谦，董爱群. 大掺量粉煤灰高性能混凝土的强度推测及正交试验线性分析. 混凝土，2001，（1）：25－28.27. 章银祥，李崇智，赵智荣. FS水泥粉煤灰保温材料在屋面工程中的应用. 建筑技术，2000，（10）：692－693.28. 章银祥，赵智荣，李崇智. 彩色耐磨混凝土在首都机场新航站楼工程应用. 施工技术，2000，（2）：31－32.。

新型高效减水剂的合成及性能表征的开题报告
一、研究背景
减水剂，又称水泥增塑剂，是一种添加到混凝土中的化学物质。

它可以降低混凝土的用水量，提高混凝土的流动性和加工性，从而减少浪费、提高工效和减少能耗。

因此，减水剂的发展和应用对于大力推进建筑节能和绿色建材具有重要意义。

目前，市场上广泛应用的减水剂主要有脂肪族减水剂、磺酸盐减水剂、聚羧酸减水剂等。

然而，这些传统减水剂具有毒性大、易挥发、环保性差、价格昂贵等缺点。

因此，我们有必要研究和开发新型高效减水剂，以满足建筑业的不断发展需要。

二、研究目的
本课题旨在开发一种新型高效减水剂，并对其进行性能表征。

主要包括以下几个方面的研究：
1. 合成新型高效减水剂并验证其减水效果；
2. 确定新型高效减水剂的最佳掺量，评价其流动性和抗裂性能；
3. 对新型高效减水剂的憎水性、界面活性、降解性等进行表征。

三、研究内容和方法
1. 合成新型高效减水剂
本课题将从可持续发展的角度出发，以生物基原料为主要原料，采用现代化工合成技术，设计和合成一种环保高效的新型减水剂。

2. 确定新型减水剂的最佳掺量和性能评价
通过对新型高效减水剂的最佳掺量的探究，评价其混凝土的流动性和抗裂性能，评价其减水效果和优良的技术性能。

3. 性能表征
通过对新型高效减水剂的表面性质、界面活性、降解性等性能的表征，了解其表现行为，验证其环保性。

四、预期研究成果
本研究预期可以开发出一种环保高效的新型减水剂，满足建筑业的绿色建筑材料需求。

同时，可以为今后减水剂的研究提供一个新的思路和方法，有助于加快建筑行业的发展和绿色化进程。