浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺近几十年来，我国的混凝土工程技术取得了很大进步，高性能混凝土、自密实混凝土的应用越来越广泛，因此，对高效减水剂的要求也越来越高。
聚羧酸系高效减水剂是近几年发展的新型高效减水剂，其主要成分为聚羧酸盐或脂的聚合物，其分散能力强，减水率高，对水泥的适应性好，将是今后高效减水剂研究和发展的重点。
研究开发新型的聚羧酸系减水剂受到国内外广泛关注，代表了高效减水剂的主要发展方向。
1、聚羧酸系高效减水剂的作用机理聚羧酸系减水剂由于其优异性能而引起业内广泛的关注。
为了有效开发这一类型的减水剂，对其减水机理的研究非常重要。
减水剂分散减水机理主要包括以下几个方面。
1.1水化膜润滑作用。
聚羧酸减水剂由于分子结构中存在具有亲水性的极性基，可使水泥颗粒表面形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜。
水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构，释放包裹于其中的拌合水，使水泥颗粒充分分散，并提高了水泥颗粒表面的润湿性，同时对水泥颗粒及骨料颗粒的相对运动具有润滑作用，所以在宏观上表现为新拌混凝土流动性增大，和易性好。
1.2静电斥力作用。
水泥颗粒的稳定性主要由静电斥力和范德华引力的平衡来决定。
减水剂加入到新拌混凝土中，其中的负离子就会在水泥粒子的正电荷的作用下定向吸附在水泥颗粒表面，形成扩散双电层的离子分布，使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒絮凝结构解体，颗粒相互分散，释放出包裹于絮团中的自由水，从而有效地增大拌合物的流动性。
1.3空间位阻作用。
一般认为所有的离子聚合物都会引起静电斥力和空间位阻斥力两种作用力，聚羧酸类减水剂吸附在水泥颗粒表面，虽然使水泥颗粒的负电位降低较小，静电斥力较小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，从而具有较大的空间位阻斥力，所以在掺量较小的情况下便对水泥颗粒具有显著的分散作用。
1.4引气隔离“滚珠”作用。
第21卷第1期石油化工高等学校学报V ol.21No.1 2008年3月JO U RN AL O F P ET ROCH EM ICAL U N IV ERSIT IES M ar.2008文章编号:1006-396X(2008)01-0034-04PM A-AA-A M PS三元共聚物高效减水剂的制备朱鲁华,刘明华*,欧剑云(福州大学环境与资源学院,福建福州350108)摘要:以马来酸酐(M A)为原料,过氧化氢为引发剂,水相合成聚马来酸(PM A),并以过硫酸铵为引发剂,与丙烯酸(A A),2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(A M P S)水溶液共聚,合成出一种PM A-AA-A M PS三元共聚物高效减水剂,并探讨了共聚物制备过程中的最佳工艺条件。
结果表明,该共聚物的最佳制备条件为:n(M A)/n(A A)/n(A M PS)=6B3B1.2,引发剂质量为单体总质量的8%,分子质量调节剂甲酸钠质量为单体总质量的6%,反应温度为85e,反应时间为3h。
红外光谱表征结果表明合成的三元共聚物减水剂中含有羧基、羟基、磺酸基和酰胺基等官能团。
GPC分析表明合成的PM AA A数均分子质量M n为5743g/mol,其质量分数占81.36%。
关键词:聚羧酸高效减水剂;三元共聚物;水泥净浆流动度;减水率中图分类号:T U528.042文献标识码:APreparat ion of Polycarboxy late T erpolymer Superplasticizerof PM A-A A-A M PSZH U Lu-hua,LIU M ing-hua*,OU Jian-yun(College of Envir onment and Res our ces,Fuz hou Univer sity,Fuz hou F uj ian350108,P.R.China)Received11M ay2007;r ev ised24Sep tember2007;accep ted27December2007Abstract:Po ly maleic acid was synthesized in w ater phase by adopting maleic acid as r aw mater ial and H2O2as initiator.T hen a no vel po lycar bo xy late super plasticizer o f PM A-A A-AM PS was synthesized by using po ly maleic acid(PM A),acr ylic acid (A A)and2-acr ylamido-2met hy l-pro pane sulfonic acid as raw materials,ammo nium persulfate as initiato r in aqueous media.Additio nally,the polymerization co nditions w ere optimized.T he results indicate that the copolymer can be prepared under such optimum conditions,i.e.,6B3B1.2mo lar r atio of M A,AA and A M PS,8%of the mass fraction of ammonium per sulfate,6%of the mass fr act ion of fo rmate so dium,85e o f the polymer izat ion temperature and3h of the reactio n time. T he char acter ization r esults o f FT IR indicate that the prepared terpolymer contains functio nal anionic gr oups such as car bo xy l, hy dr ox yl,sulphonate and amido g ro ups.T he number aver age mo lecular w eig ht of the PM AA A fr om GP C is5743g/mol occupying81.36%o f the w hole mass fr action.Key words:Polycar bo xy late super plasticizer;T erpolymer;T he fluidit y of cement paste;Water reducing ratio*Co rr esponding author.T el.:+86-591-83755969;fax:+86-591-83755969;e-mail:mhliu2000@合成聚合物具有污染小、阻垢效果好、分散效果好、热稳定性好等优点,自20世纪70年代以来广泛应用于石油、化工、工业循环水系统和混凝土等行业[1]。
第27卷第6期2010年12月Vol.27No.6Dec.2010吉林建筑工程学院学报Journal of Jilin Institute of Architecture&Civil Engineering聚羧酸系高效减水剂的合成及机理研究*肖力光闫存有（吉林建筑工程学院材料科学与工程学院，长春130118）摘要：概述了聚羧酸系高效减水剂的研究进展和发展现状，讨论了聚羧酸系减水剂的合成方法、分子结构、分子结构与性能的关系以及其作用机理，并提出了聚羧酸系减水剂有待解决的问题及其研究发展趋势.关键词：聚羧酸系；高效减水剂；水泥；混凝土中图分类号：TU5文献标志码：A文章编号：1009-0185(2010)06-0001-05Clustering of Carboxylic Acid Synthesis of Superplasticizer and Its MechanismXIAO Li-guang，YAN Cun-you(School of Material Science and Engineering，Jilin Institute of Architecture and Civil Engineering，Changchun，China130118)Abstract：The clustering of carboxylic acid superplasticizer research progress and development current situation are introduced,discussed the clustering of carboxylic acid synthesis methods of water-reducer,molecular structure, molecular structure and performance of the relationship and its mechanism,and puts forward the clustering of carboxylic acid water-reducing agent unsolved problems and development trend.Keywords：carboxylic acid；superplasticizer；cement；concrete当代混凝土技术的发展方向正由高强混凝土向高性能混凝土(HPC)、“绿色”混凝土和高耐久性、工作性、强度并重的趋势发展.由于聚羧酸系减水剂在减水率、泌水率、抗压强度、收缩率、坍落度保持性等关键性能方面比萘系等传统高效减水剂有明显的优势，应用越来越广泛.随着合成与表征聚合物减水剂及其化学结构与性能、制备改进工艺研究的不断深入，聚羧酸系减水剂将进一步朝着高性能、多功能化、生态化、国际标准化方向发展.1聚羧酸系高效减水剂的合成聚羧酸系减水剂共聚合成反应大致可分为以下3种：①可聚合单体直接共聚.此法一般先制备具有聚合活性大单体（通常为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯），然后将一定配比的单体混合在一起直接采用溶液聚合而制得；②聚合后功能化法.该方法主要利用现有的聚合物改性，采用已知分子量的聚羧酸，在催化剂作用下与聚醚在较高温度下通过酯化进行接枝；③原位聚合与接枝.该法是为弥补聚合后功能化法的缺陷而开发的，以聚醚为羧酸类不饱和单体的反应介质进行聚合反应.1.1大分子单体聚氧烷基链的选择大分子单体侧链一般选用聚氧乙烯或聚氧丙烯作为基本结构单元.Tanaka Y[1]认为在(甲基)丙烯酸聚氧烷基酯中，聚氧烷基链长可以在1～100之间，如果要获得高的亲水性和立体斥力，n值最好在5～100之间. Satoh[2]却认为良好的水泥分散剂的聚氧烷基链长一般为25～30，最好在110～300之间。
