聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇

浅谈聚羧酸高性能减水剂的合成及复配技术综述本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！0 前言聚羧酸高性能减水剂是应用于水泥混凝土中的一种水泥分散剂，早期开发的产品是以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团和MPEG(Methoxy polyethylene glycol)的聚酯型结构，目前多为主链为聚合丙烯酸和侧链为聚醚Allyl alcoholpolyethylene glycol 的聚醚型结构，聚羧酸减水剂是具有一定长度和数量的亲水性长侧链及带有多样性强极性活性基团主链组成的特殊分子结构表面活性剂。

聚羧酸减水剂产品在润湿环境下，其多个侧链支撑的向外伸展的梳齿结构为水泥粒子的进一步分散提供了充分的空间排列效应，能使水泥分散能力和保持的时间区别于其他类型的减水剂，从而满足混凝土施工流动性及其保持时间。

聚羧酸减水剂的结构多样化使得此类产品的开发和发展更具有意义，工程师可以通过合成技术的“分子设计”方法，改变聚羧酸高效减水剂的梳形结构、主链组成，适当变化侧链的密度与长度，在主链上引入改性基团调整或改变分子结构，而获得适用于不同需求的聚羧酸产品，实现产品的功能化和更佳的适应性。

聚羧酸减水剂产品除了母液合成技术中“分子设计”方法外，也通过添加缓凝剂、引气剂、消泡剂、增稠剂、抗泥剂等小料的方法，使其适应不同季节、不同材料和配合比的混凝土施工需要，最终获得性能优异的复合型高效减水剂。

对于大中型的聚羧酸厂家，从聚羧酸合成技术入手研制混凝土所需要的优质聚羧酸减水剂、获得不同类型的功能型母液是必须的选择，对于复配为主的聚羧酸减水剂应用型小厂，应该能够掌握母液间的复配及辅助小料的物理性复配，由母液特点和小料的物理性复配来解决技术问题。

1 聚羧酸高性能减水剂的合成聚羧酸减水剂产品于2005 年前后陆续投放市场之后，经历了早期的APEG 聚醚类、酯类产品到甲基烯基聚醚的更新，目前，APEG 聚醚类、酯类产品几乎已退出了市场。

聚羧酸系减水剂的研究现状与发展趋势聚羧酸系减水剂是混凝土添加剂中的一种重要成员，具有优异的分散性和流动性，能够有效减少混凝土的水灰比，提高混凝土的强度和耐久性，因此在工程建设中得到广泛应用。

随着现代工程建设的发展，对混凝土性能要求越来越高，聚羧酸系减水剂也在不断地发展和完善。

本文将对聚羧酸系减水剂的研究现状和发展趋势进行探讨。

1. 聚羧酸系减水剂的种类和特点聚羧酸系减水剂是一类由聚羧酸高分子化合物制成的减水剂，其分子结构具有丰富的羧基和疎水基团，能够与水泥颗粒发生强烈的吸附作用，形成高度分散的胶体颗粒，从而改善混凝土的流动性和分散性。

根据其分子结构和性能特点的不同，聚羧酸系减水剂可分为缩微粉聚羧酸系减水剂、液态聚羧酸系减水剂和固体聚羧酸系减水剂等多种形式。

目前，聚羧酸系减水剂已经成为混凝土中不可或缺的重要添加剂，被广泛应用于各类重要工程建设中，如高层建筑、大型桥梁、高速公路、地铁隧道等。

在实际应用中，聚羧酸系减水剂不仅能够显著降低混凝土的水灰比，提高混凝土的流动性和抗渗性，还能够控制混凝土的凝结时间和提高混凝土的强度等方面发挥积极作用。

目前，针对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在以下几个方面：(1) 新型聚羧酸系减水剂的合成和性能改进。

随着材料科学和化学工程技术的不断进步，新型聚羧酸高分子化合物的合成技术和改性方法不断涌现，以提高聚羧酸系减水剂的分散性、流动性和稳定性，以适应不同混凝土工程的需求。

(2) 聚羧酸系减水剂与水泥混合体系的相互作用机制研究。

混凝土是复杂的多相体系，聚羧酸系减水剂与水泥、矿物掺合料等各种材料之间的相互作用机制对其性能表现起着关键作用。

深入研究聚羧酸系减水剂在混凝土中的分子尺度相互作用机制，对于指导聚羧酸系减水剂的合理应用具有重要的理论和实用意义。

(3) 聚羧酸系减水剂在不同混凝土体系中的应用性能研究。

由于混凝土在不同工程条件下具有不同的性能要求，且受到原材料和环境条件的影响较大，因此需要深入研究聚羧酸系减水剂在各种不同混凝土体系中的应用性能，以便更好地指导其在实际工程中的应用。

聚羧酸类减水剂的制备及性能张赐容;黄易云;宁平【摘要】通过采用聚乙二醇单甲醚和丙烯酸在甲基苯磺酸的催化作用下合成得大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,再将大分子单体与丙烯酸、烯丙基磺酸盐按一定的摩尔比进行聚合,得到聚羧酸系高效减水剂。

研究了单体的不同比例对高效减水剂性能的影响;并将聚羧酸系高效减水剂在高强混凝土中的应用进行了测试和探讨。

结果表明：以聚乙二醇单甲醚、丙烯酸、烯丙基磺酸盐等为原材料合成聚羧酸系减水剂对水泥具有十分优越的分散性和分散稳定性。

在实验中选用了不同的阻聚剂,阻聚剂的品种及用量对酯化反应有较大的影响。

聚羧酸系高效减水剂中添加消泡剂可以降低混凝土的含气量,提高混凝土的强度。

%Poly-carboxyl superplasticizer was prepared by utilizing acrylic acid,sodium allyl sulfonate and PEG-M acrylic ester.The influences of different monomer ratios and reaction conditions on the superplasticizer performance were studied.The superplasticizer was used in high performance concrete,and had excellent water reduce ability in concrete even at low dosage and the strength of the concrete was also improved.Experiments showed that PEG-M,acrylic acid,and sodium allyl sulfonate used as raw materials in preparing poly-carboxyl superplasticizer which was a very good and stable disperser in cement.Different monomers ratio was used in the preparation process of superplasticizer.Carboxyl and sulfonic group content in superplasticizer had a larger influence on the cementhydration.Hydroquinone and phenothiazine as inhibitors were used in the esterification,and the experiments showed that the phenothiazine hadbetter inhibit ability,and the color of finish good was also lighter than that of using hydroquinone.Defoamer was used in poly-carboxyl superplasticizer to reduce air existing in the concrete and to improve the strength of the concrete.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)024【总页数】4页(P75-77,90)【关键词】聚羧酸;高效减水剂;高性能混凝土【作者】张赐容;黄易云;宁平【作者单位】广州从化鳌头凌丰树脂加工厂,广东从化510900;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】TU528纵观我国50多年混凝土外加剂的发展历史，第一代木质素减水剂与第二代萘系减水剂对混凝土综合性能的提高、生产施工方式的改善起到了巨大的作用［1］。

早强型聚羧酸高性能减水剂的合成及应用研究徐忠洲;周普玉;范瑞波;王小燕;王丽秀【摘要】以高侧链聚合度的甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG-4000)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,在H2O2-VC氧化还原引发下,利用自由基聚合反应合成了一种早强型聚羧酸高性能减水剂.探讨了各因素对减水剂分散性和早强性的影响,确定了最佳合成工艺条件.通过混凝土应用性能对比及在装配式预制构件中的应用结果表明,早强型聚羧酸减水剂ZQPC-I具有较高的减水率和良好的工作性能,可有效促进水泥水化,大幅提高混凝土的早期强度.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】聚羧酸;酰胺基;早期强度;装配式预制构件【作者】徐忠洲;周普玉;范瑞波;王小燕;王丽秀【作者单位】山西佳维新材料股份有限公司,山西运城 044000;山西佳维新材料股份有限公司,山西运城 044000;山西佳维新材料股份有限公司,山西运城 044000;山西佳维新材料股份有限公司,山西运城 044000;山西佳维新材料股份有限公司,山西运城 044000【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.20 引言聚羧酸系高性能减水剂具有掺量低、减水率高、坍落度损失小、无氯低碱、绿色环保等优点，已经成为现代混凝土和建筑砂浆中不可或缺的组成之一[1]。

近几年，随着我国高速铁路、地铁、轻轨的飞速发展和以住宅产业化为理念的装配式建筑的大力推广，地铁管片、管桩、引水管道等预制构件制品的产业需求与日俱增。

但普通型聚羧酸系减水剂因其缓凝、引气等特点，显著延缓了水泥的水化，影响混凝土早期强度的发展，使其在预制构件混凝土中的使用受到限制[2]。

与普通聚羧酸减水剂相比，早强型聚羧酸减水剂具有较高的早期强度和较短的凝结时间，可有效缩短混凝土蒸养周期，降低养护耗能，加快模具周转，提高生产效率，具有显著的经济和社会效益。

·79·聚羧酸减水剂的合成及性能研究 高淑星（山东易和环保科技有限公司，山东 济南 201100）1 引言聚羧酸减水剂与传统的减水剂相比，性价比更高，更适用于现代建筑工程中。

聚羧酸减水剂在使用过程中体现出少掺量、高性能的产品特色，既可以使建筑外体美观牢固、不易燃、不易爆，安全适用于火车和汽车运输;同时，聚羧酸减水剂还是绿色环保产品，可应用于居住及办公场所等。

2 聚羧酸减水剂简述聚羧酸减水剂是一种水泥分散剂，主要与水泥混凝土配合应用于建筑工程中，这种新一代的高性能减水剂深受建筑工程市场好评。

聚羧酸减水剂2003年由国外引进，2007年聚羧酸减水剂产量增加，直至2017年大幅增加，年均产量在700×104 t。

目前，我国是聚羧酸减水剂使用量最大的国家。

2.1 聚羧酸减水剂的结构聚羧酸减水剂由主链和众多的支链组成，属于梳型分子结构，它采用自由基水溶液共聚方法合成。

聚羧酸减水剂中的聚羧酸高性能减水剂带有羧基（-COOH）等活性亲水基团及聚氧化乙烯链基等不饱和单体，主要原料有甲基丙烯酸、丙烯酸等，其分子结构转变为静电斥力效应和空间位阻效应共同作用结构，放弃了最初的单一静电斥力效应结构，最终形成立体分散系统。

聚羧酸减水剂最初在生产中采用酯类大单体减水剂为原料，导致较多的生产缺陷，如设备使用复杂不易操作、生产周期长、供应市场能力弱等问题，随着科研技术的发展，在多次试验和实践中，逐渐使用成本低、效率高的醚类大单体，使聚羧酸系减水剂的生产过程变得简化且效率高。

2.2 聚羧酸减水剂的合成2.2.1 聚羧酸减水剂母液的合成不饱和聚醚大单体在引发剂的作用下产生共聚，将带有活性基因的枝连接到主链上，采用不同品种的聚醚大单体、丙烯酸为主要原料，常温合成或加热合成。

2.2.2 聚羧酸减水剂的复配以聚羧酸减水剂母液为原料，根据需要适量添加缓凝、引气、消泡、防冻、保水等多种成分，溶解混合过程。

2.2.3 聚羧酸减水剂的合成方法聚羧酸减水剂的合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合后功能化法和单体直接共聚法。

探究常温合成聚羧酸减水剂工艺及性能1.辽宁同德环保科技有限公司2.抚顺矿业集团有限责任公司摘要：常温合成聚羧酸减水剂不仅可以有效降低生产能耗和成本，而且还能简化生产操作流程。

聚羧酸减水剂常温制备工艺简单、操作方便，生产成本和能耗也低，本篇文章在此基础上，主要对聚羧酸减水剂常温制备工艺及性能方面进行研究和分析。

关键词：聚羧酸减水剂；常温制备；合成工艺；材料性能一、聚羧酸减水剂常温制备工艺的实验研究1.1工艺分析聚羧酸减水剂是一种新型的混凝土外加剂，在水泥混凝土材料中的掺量低，但是减水率高，使用环保，因而工程效益显著，聚羧酸减水剂在自由度设计方面，能够对其进行改性，具有多种功能，改性产品包括保坍剂和早强减水剂等。

对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行分析，能够对其技术环节进行适当的改进，一般聚羧酸减水剂合成温度在60℃~80℃之间，聚羧酸减水剂常温制备过程中的升温和调温会对生产周期造成影响，能耗和成本均会增加，在这种情况下，将聚羧酸减水剂合成用原材料和反应单体等，放置在常温的储罐中通过滴加搅拌使其充分反应，不需要再对其进行加温，直接保温6小时，然后得到成品，其分散性能高。

1.2合成材料聚羧酸减水剂在常温制备的过程中，由于聚合反应的温度明显降低，反应速率也会同步降低，同一反应时间内，聚羧酸减水剂产物聚合度低，产品性能受影响，对此，要对聚羧酸减水剂制备材料进行分析。

聚羧酸减水剂合成的实验材料包括甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸、抗坏血酸、氢氧化钠和过硫酸铵等。

其中工业级的甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，合成聚羧酸减水剂，是将一定量的去离子水和甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到容量为500ml的烧瓶中，调制氢氧化钠的ph值在7.0左右，氢氧化钠质量分数为40%。

获得试样后，调制去离子水固含量40%，整个工艺流程不需要进行加热处理，控制聚合体系的温度在25℃。

1.3性能测试对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行研究，能够及时发现减水剂合成中的技术问题，改进合成方案，控制产品的生产能耗以及制备成本等。

早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究倪涛;夏亮亮;陶俊;刘昭洋;王进春【摘要】An early-strength polycarboxylate superplasticizer applied to subway segment with long side chain "comb" structure was prepared by free radical polymerization. The test results show that superplasticizer has good integrated performance when acid/ether ratio and additive content of AM were 4.5:1.0 and 10%,respectively. Compared to conventional polycarboxylate superplasticizer,the early-strength superplasticizer had more obvious early-strength effect although had lower water reducing rate. As early-strength polycarboxylate superplasticizer was applied metro segment,the concrete had good workability and early-strength effect that met the construction requirement very well.%利用自由基聚合的方法制备了一种具有长侧链"梳形"结构的适用于地铁管片的早强型聚羧酸减水剂.试验结果表明,当酸醚比为4.5:1.0,AM用量为10%时,合成的减水剂具有较好的综合性能.该早强型减水剂的减水率略低于普通型聚羧酸减水剂,但其早强效果优于普通聚羧酸减水剂及另外2种市售的早强型聚羧酸减水剂,其适用于地铁管片的生产,且混凝土施工性能良好,早期强度发展快,可满足施工要求.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)012【总页数】3页(P74-76)【关键词】早强型聚羧酸减水剂;合成;性能;地铁管片【作者】倪涛;夏亮亮;陶俊;刘昭洋;王进春【作者单位】石家庄市长安育才建材有限公司,河北石家庄051430;石家庄市长安育才建材有限公司,河北石家庄051430;石家庄市长安育才建材有限公司,河北石家庄051430;石家庄市长安育才建材有限公司,河北石家庄051430;石家庄市长安育才建材有限公司,河北石家庄051430【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.2地铁管片主要通过预制混凝土制作而成，为了保证质量及施工周期，地铁管片制作时要求混凝土早期强度发展快、脱模时间短、缩短模具使用周期、表面无缺陷等[1]。

促凝早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究赖广兴;方云辉;林艳梅;赖华珍【摘要】采用自由基溶液聚合合成了促凝早强型聚羧酸系减水剂(PE-PCE),该产品能有效缩短凝结时间,具有高减水率,对混凝土早期强度(1 d、3d、7 d)有明显的提高.在地铁盾构管片应用时,能有效改善混凝土和易性,具有良好的触变性能,可有效缩短盾构管片脱模时间,提高冬季低温条件下的生产效率.%The procoagulant early strength polycarboxylate superplasticizer(PE-PCE) was synthesized by free radical aqueous solution polymerization.The product can effectively shorten setting time with a high water reduction and the early strength (1 d,3 d,7 d) of concrete can be significantly improved.In the subway shield segment application,PE-PCE can effectively improve the workability of concrete and has good thixotropic property,can effectively shorten the shield segment release time,and can improve the production efficiency under low temperature in winter.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】4页(P17-19,49)【关键词】聚羧酸减水剂;促凝;早强;管片;混凝土【作者】赖广兴;方云辉;林艳梅;赖华珍【作者单位】科之杰新材料集团有限公司,福建厦门361101;科之杰新材料集团有限公司,福建厦门361101;科之杰新材料集团有限公司,福建厦门361101;科之杰新材料集团有限公司,福建厦门361101【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.1地铁盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用，也是盾构法隧道的永久衬砌结构。

聚羧酸减水剂的合成与探究摘要：以聚乙二醇、马来酸酐、对甲基苯磺酸为单体、过硫氨酸为引发剂，经水溶液聚合制备了可用作聚羧酸盐高效减水剂的共聚物。

并通过水泥流动度和黏度测定了本实验制备的聚羧酸盐高效减水剂的作用和应用效果。

关键词：聚羧酸盐；减水剂；马来酸酐；对甲基苯磺酸；大分子单体前言近年来,混凝土高效减水剂的研究和应用越来越朝着多功能化和高效化方向发展,品种繁多.在众多系列的高效减水剂中,具有梳形分子结构的聚羧酸盐高效减水剂因其分散性强、掺量低、混凝土坍落度损失小等优点而日益受到世人的瞩目.根据聚羧酸盐高效减水剂的减水作用机理,人们通常从两方面来设计大分子一是合成具有强极性基团,如羧基、羟基、磺酸基等,以提供静电斥力,使团聚的水泥粒子得以分散;二是在分子链上引入亲水性长侧链,如聚氧乙烯基醚等,以提供空间位阻效应,从而有利于水泥浆体在较长时间内保持较好的流动性. 在此类减水剂的合成中, 减水剂中间大分子单体聚乙二醇单丙烯酸酯( PEA)的合成是决定减水剂性能的关键因素, 但目前国内这方面研究成果不多。

本研究通过聚乙二醇与丙烯酸的酯化, 在聚氧乙烯基链上接枝双键, 再进行下一步减水剂的共聚合成; 并比较了用有机溶剂环己烷、乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯合成单酯、以及不使用有机溶剂、真空抽吸直接催化合成单酯的合成工艺。

实验目的（1）了解聚羧酸系减水剂的分子结构；掌握聚羧酸系减水剂的合成原理和方法。

（2）掌握优化制备工艺的方法。

（3）掌握减水剂对水泥净浆塑化效果和新拌混凝土性能的影响。

（4）运用现代测试技术（如IR、XRD、SEM等）分析减水剂的结构和水泥浆体的动力学研究。

（5）掌握减水剂的复配技术。

实验原理1.高效减水剂的作用机理（1）静电斥力理论静电斥力理论以 DLVO 平衡理论、双电层理论为基础，从表面物理学来看，水泥颗粒是带有电荷的物质，水泥发生水化后，高效减水剂会定量吸附在它的表面，水泥颗粒表面带上相同电荷，形成双电子层，亲水基指向水相。

缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能优化一、引言- 聚羧酸减水剂的应用现状- 缓释型聚羧酸减水剂的优势二、缓释型聚羧酸减水剂的合成- 聚羧酸单体的选择- 聚合反应的条件优化- 缓释型化合物的添加量优化三、缓释型聚羧酸减水剂的性能测试- 减水率测试- 流动性测试- 抗压强度测试四、优化缓释型聚羧酸减水剂的性能- 添加剂的优化- PH值优化- 摩尔比例优化五、结论- 缓释型聚羧酸减水剂的应用前景- 未来研究方向一、引言聚羧酸减水剂是一种广泛应用于混凝土中的化学添加剂，它可以显著降低混凝土的粘着性和内摩擦力，从而提高混凝土的流动性和工作性能，同时还能改善混凝土的抗压强度和耐久性。

然而，在混凝土的施工过程中，聚羧酸减水剂的释放速率往往是一个重要的问题，过快的释放会导致混凝土失去流动性和可加工性，而过慢的释放则会影响到混凝土的早期强度和后期耐久性。

因此，研究缓释型聚羧酸减水剂已成为当前的热点问题之一。

本文将介绍缓释型聚羧酸减水剂的合成方法和优化性能，分析其性能测试结果，并探讨其未来的应用前景和研究方向。

二、缓释型聚羧酸减水剂的合成聚羧酸减水剂基本是通过自由基聚合反应合成的。

主要反应的单体为丙烯酸，其他单体如环氧丙烷、丙环酸酯和α-烯烃等也可用于合成聚羧酸减水剂。

缓释型聚羧酸减水剂的合成方法则主要涉及到两个方面：其一是选择合适的聚羧酸单体；其二是对聚合反应的条件进行优化。

这里我们将重点介绍缓释型化合物的添加量优化。

添加量优化其实是在聚合反应条件基础之上进行的。

聚羧酸减水剂可以通过混合不同的单体来得到不同的降低混凝土粘性的效果。

常用的添加剂有以下几种：1.以丙烯酸为主单体，加入少量的羟基丙烯酸或其缩酮酸酯，可以增加聚合物的分散性和抗沉淀性。

2.以环氧丙烷为主单体，加入少量的羟丙基甲基丙烷酸酯或偏甲酸甲酯，可以提高聚合物的混合流动性和保持能力。

3.以亚胺为主单体，加入苯乙烯等共聚单体，可以有效减少混凝土表面的粘性。

在添加剂的选择和添加量的调整中，需要考虑到混凝土的使用环境和运输方式，使其满足各种使用要求。