酯类聚羧酸盐减水剂的研究

聚羧酸减水剂的作用机理
聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土外加剂，它可以显著降低混凝土的水灰比，提高混凝土的流动性和可泵性。

聚羧酸减水剂的主要作用机理如下：
1. 分散作用：聚羧酸减水剂可以通过其分散作用，改善混凝土中固体颗粒的分散状态，减少颗粒间的吸附力和凝聚力，从而降低混凝土的黏聚性和内摩擦力。

这种分散作用使得混凝土流动性增加，易于施工操作。

2. 吸附作用：聚羧酸减水剂的分子结构中含有亲水基团和疏水基团，在混凝土中形成有效的吸附层，在水化过程中与水泥颗粒吸附结合，阻止颗粒的聚集和凝结，从而降低了混凝土的黏聚性和内摩擦力，增加了混凝土的流动性。

3. 减水作用：聚羧酸减水剂通过与水泥颗粒表面形成吸附层，有效地阻止了颗粒间的相互吸附和凝聚，减少了水泥颗粒间的摩擦力，从而降低了混凝土的黏聚性，使得相同水泥用量下的水掺量减少，实现了减水的效果。

这样可以提高混凝土的强度和耐久性。

总的来说，聚羧酸减水剂通过分散作用、吸附作用和减水作用改善混凝土的流动性和可泵性，提高混凝土的工作性能和性能，同时降低了水灰比和水泥用量。

它在混凝土施工中起到了优化混凝土配制、提高施工效率和质量的作用。

常温合成聚羧酸减水剂及其性能研究摘要：以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（EPEG）为大单体，丙烯酸（AA）为共聚单体，采用过硫酸钾/硫酸亚铁氧化还原引发体系，巯基丙酸（MPA）为链转移剂，常温合成了聚羧酸减水剂。

研究了酸醚比、引发剂及链转移剂对水泥分散性的影响，确定减水剂的制备工艺。

1 引言聚羧酸减水剂由于分子结构可设计性、低掺量和高效减水的特点而在混凝土领域广泛应用。

目前，市场上广泛应用的聚羧酸减水剂产品主要是在40-80度条件下合成的，常用大单体有甲氧基聚乙二醇醚(MPEG)、甲基烯丙烯聚氧乙烯醚(HPEG)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)等，这类大单体活性较低，聚合需要加热到一定温度，反应速率低，势必增加生产能耗，另外该类减水剂对黏土适应性差。

乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)是当前研发的新型2+2型聚醚大单体，因其大单体高聚合活性而受到行业关注。

与常用大单体分子结构不同的是，EPEG结构中特殊的C-O键分子结构，因不饱和双键与氧原子直接相连，从而改变了大单体在聚合时的电荷分布环境，提高了双键反应活性。

因此关于EPEG大单体在聚羧酸减水剂合成工艺中的应用与推广具有相当大的经济价值。

本文研究了乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（EPEG）大单体与丙烯酸（AA）共聚常温合成聚羧酸减水剂的工艺。

2 实验部分2.1减水剂的合成工艺称取EPEG大单体加入四口瓶中，再加入定量去离子水，搅拌至大单体全部溶解后，同时滴加由巯基丙酸、硫酸亚铁以及去离子水配置的A液体和由丙烯酸和水配的B液。

在实验过程中控制滴加速度，匀速滴加至底液中，滴加结束后保温3h,调节PH值为6~7。

3 结果与讨论3.1引发剂用量对减水剂性能影响固定n(AA):n(EPEG)=3:1,巯基丙酸占EPEG总质量的0.5%，其中m(过硫酸钾):m(硫酸亚铁)=2:1。

引发剂用量对减水剂分散性影响如图1a所示。

图1 （a)引发剂、（b)酸醚比和（c)链转移剂对减水剂分散性影响由图可知，引发剂用量占单体总质量0.5%~0.55%时，其水泥净浆初始流动度效果较好。

聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土中的应用研究摘要：减水剂在混凝土中能够有效提高混凝土的性能，而聚羧酸是一种高效的减水剂近年来受到人们的广泛关注，并能取得较好的效益，所以应加强这方面的应用研究。

关键词：减水剂、混凝土、聚羧酸中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1.引言预拌混凝土的发展与外加剂的发展联系紧密，就如外加剂的发展推动了混凝土的第三次革命性发展一样，高效减水剂同样对商品混凝土发展起到了至关重要的作用。

新型高效减水剂是混凝土技术发展的里程碑。

另外，由于保护世界能源、资源的呼声日益增强，大量的粉煤灰、高炉矿渣等作为水泥的复合材料被广泛的应用在预拌混凝土中，高效减水剂的应用使应用超细矿物掺合料配制高性能的混凝土变成现实，不但综合利用了资源还极大地改善了混凝土的性能，并得到了巨大的社会效益和经济效益。

2．聚羧酸高效减水剂的作用机理坍落度损失是高效减水剂应用中最突出的问题，特别是对于坍落度较大的流态混凝土或泵送混凝土。

聚羧酸高效减水剂是一种新型减水剂，其特殊的分子结构，使其具有很多优良的性能，可以有效的解决坍落度损失问题，但尚不能完全解释其作用机理。

目前的很多文献认为减水剂对水泥粒子的分散性以及分散稳定性对混凝土的塑化效果起决定性作用，其原理与静电斥力和位阻斥力有关。

(1)羧基（-cooh），胺基(-nh2) ，羟基(-oh)等与水表现出较强的亲和力的极性基团通过吸附、分散、润湿和润滑等表面活性作用，使水泥颗粒的分散性和流动更好，并通过降低水泥颗粒之间摩擦阻力，减少水泥颗粒和水界面间的自由能加强新拌混凝土的和易性。

聚羧酸高效减水剂与水泥粒子之间发生齿形吸附，其醚键上的氧与水分子形成作用力较强的氢键，并形成亲水的立体保护膜，这种保护膜不仅有分散性，还有分散保持性。

引入一定的羟基既能起到浸透和润湿的作用，也能提高分散效果。

同时，在水泥颗粒表面吸附上聚羧酸高效减水剂，磺酸基和羧基使水泥颗粒带负电荷，使水泥颗粒间发生静电排斥作用并分散水泥颗粒，使水泥浆体凝聚倾向遭到抑制，导致水泥颗粒和水的接触面积增大，使水泥得到充分的水化。

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。