改性氨基磺酸盐高效减水剂的合成研究

氨基磺酸盐高性能减水剂的合成及应用摘要：以对氨基苯磺酸、苯酚和甲醛等为原料，设计并合成了一种氨基磺酸盐减水剂。

研究了原料摩尔比、反应温度和反应时间等工艺参数对产物塑化效果的影响规律，并测试了掺加以最佳工艺合成而得的氨基磺酸盐减水剂( sulphonated aminophenol based plasticizer ，ASP) 的净浆和混凝土的各项性能。

结果表明：与常用的萘系高效减水剂相比，ASP 除具有更强的分散性外，其与水泥适应性较强，对混凝土坍落度损失的控制能力十分理想，是一种高性能减水剂，特别适合于大流动性高强混凝土的配制。

关键词：高效减水剂；氨基磺酸盐减水剂；坍落度损失控制在混凝土中掺加适量高效减水剂，可以使混凝土在相同流动性情况下，大幅度减少用水量，降低水灰比，从而大幅度提高强度，改善混凝土抗渗、抗碳化和抗化学侵蚀等一系列物理力学性能。

在水灰比不变的条件下，掺加适量高效减水剂还可大幅度改善新拌混凝土的和易性，并可配制自流平、自填充混凝土[ 1 ]。

自1962 年日本服部健一首先研制成功萘磺酸甲醛缩合物高效减水剂(即萘系高效减水剂) 并生产应用以来，高效减水剂的用量日益增加[ 1 ]。

1971 年至1973 年，原西德成功开发Melment 减水剂(磺化三聚氰胺高效减水剂，即：密胺系高效减水剂) ，并用于流态混凝土(即：坍落度为18～22 cm 的大流动性混凝土) 的配制。

20 世纪70 年代末、80 年代初预拌商品混凝土的发展对高效减水剂的性能尤其是坍落度的经时保持性提出了新要求[2 ，3 ]。

随后近20 年，关于高效减水剂的研究工作主要集中在掺萘系和密胺系高效减水剂混凝土的坍落度损失控制方面，并由此形成了泵送剂、控制坍落度损失泵送剂等系列产品。

高性能混凝土概念的提出和发展，以及商品泵送混凝土的快速推广应用，对减水剂的各项性能均提出了更高要求。

原有的高效减水剂品种，如最广泛使用的萘系和密胺系高效减水剂由于减水率有限、与水泥适应性不十分理想等原因，其在高强、高性能混凝土中的广泛应用受到一定限制[ 4 ，5 ] 。

新型氨基磺酸盐系高效减水剂传统的萘系高效减水剂虽然工艺成熟，但由于其减水率低、坍损快、与水泥适应性较差等原因，在配制高性能混凝土方面表现出明显不足，给混凝土施工带来诸多不便；而氨基磺酸盐系高效减水剂，以其生产工艺简单、减水率高 ( 可达 25 ％以上 ) 、与水泥适应性好、坍落度损失小 (120min 内基本无损失 ) 、冬季无结晶、混凝土泌水现象大大减轻等特点，在配制高性能混凝土方面，具有萘系、三聚氰胺系、脂肪族高效减水剂无可比拟的优势。

经过大量试验，从原材料用量的比例角度，探讨了氨基磺酸盐系高效减水剂的最佳合成工艺配比，取得了一定的合成试验和生产经验。

1 实验部分1.1 主要原料对氨基苯磺酸纳：纯度不小于 99 ％，工业级；苯酚：纯度 99 ％，工业级；甲醛：纯度 37 ％，工业级；碱性调节剂 ( 氢氧化钠等 ) 。

1.2 试验仪器H — S — G 型电热恒温水浴，JJ — 1 型定时电动搅拌器，J — 55 型水泥净浆搅拌机，净浆试验用锥形模，5 ㎜厚玻璃板等。

1.3 合成试验1.3.1 反应机理苯酚属芳烃的羟基衍生物，其羟基与芳环直接相连，受羟基影响，其邻、对位上的氢比较活泼，在碱性环境下，和羰基化合物发生缩合反应，形成分支较多、极性较强的体型支链结构。

由于苯酚的分子结构中含有—SO 3 Na 、—OH 、—O —、—NH —等活性基团，且支链结构较多，加入自制的第四单体后，促进分子重排，改善支链结构，从而形成具有良好性能的高效减水剂。

1.3.2 合成工艺称取一定量的对氨基苯磺酸纳，置于装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中。

加入苯酚和水，升温使其全部溶解，在酸性条件下进行缩合一定时间后，缓慢加入碱性调节剂，使 pH 值至 8 ～ 9 。

加入少量助剂，并滴加甲醛溶液.恒温反应 4 ～ 5 h ，减慢搅拌速度，再次升温。

并加入适量的氢氧化钠溶液，调节 pH 值至 9 ～ 10 。

低成本氨基磺酸类高效减水剂的合成工艺研究本文在分析氨基磺酸类高效减水剂合成机理的基础上,使用对氨基苯磺酸钠、甲醛和苯酚作为主要原料,对反应物配比、反应体系的酸碱度、甲醛滴加速度及甲醛滴加时的温度、反应保温时间及反应物浓度等合成工艺参数进行优化,合成低成本、低污染且性能较优的氨基磺酸类高效减水剂。

本文在优化工艺合成的氨基磺酸类高效减水剂基础上,加入工厂生产废料,改性合成低成本、低污染且性能较优的改性氨基磺酸类高效减水剂。

按照相关测试标准,对氨基磺酸类高效减水剂进行检测,将优化的与三种低
成本改性的氨基磺酸类高效减水剂的各项性能,包括净浆流动度、坍落度、减水率、抗压强度和凝结时间等与安徽鑫固环保股份有限公司的氨基磺酸类高效减水剂性能相比,结果表明:本文合成的几种氨基磺酸类高效减水剂与工厂生产的氨
基磺酸类高效减水剂性能相似,而且其均符合GB8076-2008对受检混凝土性能指标要求,但价格低于安徽鑫固环保股份有限公司生产的。

目前,低成本改性氨基磺酸类高效减水剂MAS-VIII已大规模生产。

氨基磺酸系高效减水剂的合成及其应用技术
研究
随着我国建筑行业的迅猛发展，高效减水剂在工程建设中被广泛
使用。

而骨架结构中的水泥是一个不可缺少的组成部分，而氨基磺酸
系高效减水剂就是一种有效控制骨架结构浆体流动性的助剂，被广泛
使用于各种工程中。

下面将从合成方式、应用技术等方面对其进行详
细阐述。

一、氨基磺酸系高效减水剂的合成方式
氨基磺酸系高效减水剂的合成方式是关键所在，目前主要有以下
两种方式：
1、通过控制反应温度和时间，使得氨基磺酸与其他化学物质反
应生成氨基磺酸型高效减水剂。

因为合成方法简便，所以得到广泛应用。

2、利用化学反应将特定的高分子合成物进行修改。

这种方式制
造的产品具有较高的价格和高性能。

二、氨基磺酸系高效减水剂的应用技术
氨基磺酸系高效减水剂的应用技术是建筑工程中不可或缺的一项
技术。

其主要应用技术有以下几点：
1、在混凝土生产过程中，加入氨基磺酸型高效减水剂，可以控
制混凝土的流动性，使得混凝土更加稳定，从而确保施工质量。

2、在地基处理、桥梁工程和水利工程等领域，氨基磺酸系高效
减水剂的应用技术也很广泛，工程建立后，可以有效地控制土壤稳定，从而保证工程的稳定性。

3、在水泥固化剂的制备过程中，加入氨基磺酸系高效减水剂，
可以有效控制水泥流动性，提高水泥的稳定性，从而保证其在混凝土
中的作用。

总结：
氨基磺酸系高效减水剂是一种重要的建筑助剂，其合成方式简便，应用取得了广泛的发展。

在建筑工程中，勇于应用并掌握其应用技术，可为工程的施工质量和稳定性提供宝贵的保障。

氨基磺酸盐高效减水剂改性水泥混凝土的作用机理研究摘要：通过动电位、吸附、TGA 、SEM实验对淮南合成材料厂生产的氨基磺酸盐高效减水剂AF 改性水泥混凝土进行实验研，结果表明：AF 的性能优于其他减水剂，并对作用机理进行了分析。

关键词：氨基磺酸盐高效减水剂；作用机理；改性引言高效减水剂的迅猛发展，迫切要求加强高效减水剂的理论实验研究。

这不仅对解释高效减水剂作用机理有用，而且对于开发新的品种及提高性能有益处。

人们在对萘系和三聚氰胺系高效减水剂多年的开发和应用过程中，通过对其作用机理的研究，逐渐形成了以“吸附- 电位（静电斥力）-分散”为主体的静电斥力理论。

该理论以DLVO 溶胶分散与凝聚理论为基础，认为高效减水剂对水泥浆体的分散作用主要与以下3 个物理、化学作用有关。

，即吸附、静电斥力（电位)和分散。

体系对外加剂的吸附量增加，电位增大)。

由于静电斥力作用，一方面使团聚的水泥颗粒得以分散，另一方面也降低水泥浆体的粘度，从而赋予浆体优良的工作性。

国内对氨基磺酸系高效减水剂的研究工作还只是处于起步阶段，而很少见到对氨基磺酸系高效减水剂的作用机理详细研究。

因此本文对氨基磺酸系高效减水剂AF 的作用机理进行初步的探讨，同时和其他减水剂的作用机理进行了对比分析。

1 氨基磺酸系高效减水剂的减水分散实验研究1．1 动电电位（电位）的研究在固液分散体系中，粒子的界面上会产生双电层。

双电层的存在使带同种电荷的粒子互相排斥，从而增加了分散体系的稳定性。

水泥悬浮体中水泥粒子的表面也存在双电层，由于水泥本身的矿物组成复杂，并且与水接触时产生水化反应，因此研究这种复杂的多相分散体系的动电电位（电位）容易测得一致的结果，动电电位对水泥浆的流动性，凝结过程是一个重要的影响因素，因此对水泥分散体系动电电位的研究比较重要。

1．1．1 测试原理电泳原理是胶体体系在封闭的电泳槽中，在直流电场作用下，分散相向相反极性方向运动的动电现象，产生电泳现象是因为悬浮胶粒与液相接触时，胶体表面形成扩散双电层，在双电层的滑动面上产生动电电位（电位），由于动电电位与电泳速度有关，所以，通过电泳速度的测定，再经过数据处理，得到电位。

氨基磺酸系高效减水剂合成及应用研究氨基磺酸系高效减水剂是一种重要的建筑材料添加剂，广泛应用于混凝土生产中。

该类减水剂具有较好的减水效果，能够显著降低混凝土的水泥用量，提高混凝土的可塑性和流动性，提高混凝土的强度和耐久性。

为了满足建筑行业对高效减水剂的需求，研究人员对氨基磺酸系高效减水剂的合成和应用进行了深入的研究。

下面我将就此作一详细介绍。

氨基磺酸系高效减水剂的合成可分为两个步骤：一是氨基磺酸的合成，二是氨基磺酸与环氧丙烷的缩合反应。

以氨基磺酸和环氧丙烷为原料，通过适当的反应条件即可合成出高效减水剂。

氨基磺酸系高效减水剂的应用主要有以下几个方面：1.提高混凝土的可塑性和流动性。

减水剂可降低混凝土的黏着性和内摩擦力，改善流动性并提高可塑性。

2.减少混凝土的水泥用量。

减水剂可显著降低混凝土的水泥用量，降低生产成本。

3.提高混凝土的强度和耐久性。

减水剂可提高混凝土的密实性和耐久性，使混凝土更加坚固和耐用。

4.改善混凝土的抗裂性能。

减水剂可改善混凝土的抗裂性能，降低混凝土的收缩率和开裂倾向。

取得高效减水剂的最佳效果需要注意以下几点：1.将减水剂充分混合均匀。

应充分混合均匀减水剂和水泥等混凝土材料，确保减水剂能够充分发挥作用。

2.掌握减水剂的合理掺量。

减水剂的合理掺量应以保证混凝土流动性能的基础上尽可能减少混凝土的水泥用量。

3.按照正确的使用方法。

减水剂一般要在水泥和骨料混合之前添加，不能直接添加到水泥中。

在混凝土的生产过程中应恰当分段掺入。

综上所述，氨基磺酸系高效减水剂是一种功能强大的建筑材料添加剂，能够显著提高混凝土的可塑性和流动性，减少混凝土的水泥用量，提高混凝土的强度和耐久性，改善混凝土的抗裂性能。

合理使用减水剂可以提高混凝土的生产效率，降低生产成本，使混凝土更具有实用价值和经济价值。

新型氨基磺酸盐高效减水剂的合成、复配及应用毕业论文1绪论1.1 论文研究背景混凝土减水剂，是能够减少混凝土用水量的外加剂。

它可以定义为能保持混凝土坍落度不变，而显著减少其拌和水量的外加剂。

混凝土减水剂多属表面活性剂，借助极性吸附及排斥作川，降低水泥颗粒之间的吸引力而使之分散，从而取得减水的效果，故称之为分散剂（Dispersion agent)或超级塑化剂(Super plasticizer)。

采用减水剂的目的在于提高混凝土的强度，改善其工作性，泌水性，抗冻性，抗渗性和耐蚀性等[1]。

混凝土减水剂的发展有着悠久的历史。

20 世纪30 年代，美国、英国、日本等国家已相继在公路、隧道、地下等工程中开始使用引气剂。

1935 年美国E1W1 斯克里普彻(Scripture) 首先研制成木质素磺酸盐为主要成分的塑化剂，揭开了减水剂发展的序幕。

早期使用的减水剂有木质素硝酸盐、松香酸钠和硬脂酸皂等[2]。

20 世纪60 年代，β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐(SNF)和磺化三聚氰胺甲醛缩合物(SMF) 这两种高效减水剂研制成功，并且在混凝土工程中得到了广泛应用，使混凝土技术的发展上升到更高阶段[3]。

从60 年代到80 年代初，是高效减水剂的发展阶段，该阶段减水剂的特点是减水率较高，但混凝土坍落度损失较快，无法满足泵送等施工要求，不能用于制备高性能和超高性能混凝土。

通常是在减水剂中复合缓凝组分等方法解决,但复合缓凝组分会带来新的问题，如影响混凝土早期强度的发展等[4]。

混凝土改性的第三次突破，就是以高效减水剂的研究和应用为标志的。

通过高效减水剂的使用，使混凝土技术进入由塑性到干硬性再到流动性的第三代。

木质素类减水剂属于普通型减水剂，虽然它有制作方便、价格低廉等优点，但其减水率太低(8~10%左右)，对混凝土的增强不够，且提高混凝土的耐久性能较差。

它的使用条件也受到较多的限制，要求气温在5摄氏度以上，混凝土在无水石膏、工业氟石膏作调凝剂会出现异常凝结现象，在减水剂超过掺和量时，混凝土的强度不仅不增加反而要降低，混凝土甚至长时间不结硬等的缺点。

新型改性氨基磺酸盐高效减水剂的试验研究近年来，随着环境保护意识的日益深入，减少水污染成为全世界关注的焦点之一。

因此，开发高效减水剂成为水处理研究领域的重要课题。

改性氨基磺酸盐减水剂在环境水处理领域有着良好的应用，此类减水剂具有良好的减水性能以及优良的环境安全性。

为了验证改性氨基磺酸盐减水剂的减水效果及其安全性，本试验采用改性氨基磺酸盐为基础试剂，结合不同酸类微量元素分子，借助高效液相色谱和离子吸附色谱等技术手段，设计、合成了新型改性氨基磺酸盐减水剂，对其进行了减水性能和环境安全性测试。

在减水性能方面，试验显示，改性氨基磺酸盐高效减水剂的减水效果优于传统的氨基磺酸盐减水剂，其水抑制率可以达到99.9%以上。

此外，改性氨基磺酸盐高效减水剂的分解温度低于传统的氨基磺酸盐减水剂，其反应时间更短，消耗能量更低，更加经济、环保。

在环境安全性方面，试验也取得了良好的效果。

改性氨基磺酸盐减水剂在低浓度电解液中具有较高的稳定性，不会形成有害的产物，而且具有良好的自整合能力，不会污染环境，对环境有着良好的保护作用。

综上所述，试验表明，新型改性氨基磺酸盐减水剂具有优良的减水性能和良好的环境安全性，能够有效减少水污染，有利于维护环境。

因此，未来有望将其用于轻工洗涤、废水处理等领域。

本试验验证了改性氨基磺酸盐高效减水剂具有良好的减水性能
及环境安全性。

应用这一新型减水剂能够有效减少水污染，为水资源
的可持续利用提供有力保障，为环境的可持续发展作出积极的贡献。