聚羧酸减水剂作用机理简述
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
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。
聚羧酸系高效减水剂的研究和应用
在国外，聚羧酸类减水剂的研究已有相当长的历史，其应用技术已经成熟。日本是研究和使用聚羧酸类减水剂最多也是最成功的国家，1995年以后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就超过了传统的萘系减水剂，1998年底聚羧酸系减水剂产品已占所有高性能AE减水剂产品总数的60%以上，其主要生产厂商有花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品等[1]。对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在新拌混凝土有关性能和硬化混凝土的力学性能及高强高性能混凝土在工程中的应用技术。目前聚羧酸系减水剂可使混凝土的水灰比下降到0.25以下，而水泥用量仍可保持在500kg/m3，同时它的坍落度可保持200mm以上，完全满足施工要求。近年来，北美和欧洲的一些研究者的论文中也有许多关于研究开发具有优越性能的聚羧酸系减水剂的报道，主要是商业开发和推广，如Grance公司的Adva系列、MBT公司的pheomixTOOFC牌号、Sika公司的Viscocrete3010等[2]。
4.2支链PEO对产物性能的影响
Uchikawa[18]和Yoshioka等[19]发现聚羧酸系减水剂的PEO侧链对水泥颗粒分散性和分散保持性有重要的影响，侧链聚合度越小，水泥浆体的流动性损失越快，由于空间位阻效应，所合成的带有聚氧乙烯侧链的高效减水剂随着侧链的增长，减水剂的空间立体作用增加，因此对水泥颗粒的分散效果更好，流动保持性也增加，但是PEO侧链过大时，支链间可能发生缠结，在水泥颗粒间形成桥接，反而影响流动性保持性[20]。Kinoshita[21]研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物类聚羧酸系高效减水剂，认为具有不同长度的聚乙二醇能同时达到较高的流动性和流动度保持性能。该甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能团、磺酸基官能团和烷氧基聚乙二醇官能团，含有长侧链聚乙二醇的聚羧酸减水剂有较高的立体排斥力，分散时间短，有较好的分散性和流动度，但流动性保持性能差；含有短侧链聚乙二醇的聚羧酸系减水剂分散时间长，流动保持性能好。Sakai[22]发现主链较短支链较长的聚羧酸系减水剂的分散性能要好于主链较长而支链较短的聚羧酸系减水剂。Nawa等[23]研究了普通硅酸盐水泥掺加具有不同聚氧乙烯基侧链长度、不同支链位置的聚羧酸型超塑化剂后，流动度受温度（10～30℃）影响的规律，结果表明，侧链长度越长，掺加有该减水剂的水泥浆的分散性受温度的影响越小。因此，在主链上具有适当长度PEO侧链的接枝共聚物既能获得所需的流动性，也能获得流动性的保持性。
聚羧酸系高效减水剂知识简介
聚羧酸系高效减水剂知识简介一、混凝土外加剂的发展现状减水剂是一种重要的混凝土外加剂，是新型建材支柱产业的重要产品之一。
高效减水剂不但大大提高了高强混凝土的力学性能，而且提供了简便易行的施工工艺。
目前我国广泛使用的高效减水剂主要是萘系产品。
萘系高效减水剂对我国混凝土(砼)技术和砼施工技术的进步，对提高建筑物的质量和使用寿命、降低能耗、节省水泥及减少环境污染等方面都起着重要的作用。
由于萘系高效减水剂的应用而出现的高强砼、大流动性砼是砼发展史上继钢筋砼、预应力砼后的第三次重大革命。
可以说减水剂的技术及其应用代表着一个国家建筑材料和施工技术的水平。
但是萘系减水剂在近几十年的发展中也暴露了一些自身难以克服的问题。
例如，用它配制的砼坍落度损失影响十分明显，不可能有更高的减水率，其生产的主要原料——萘是炼焦工业的副产品，来源受钢铁工业的制约，等等。
为此，国外积极研究和开发非萘系高效减水剂，以丰富的石油化工产品为原料，以极高的减水串、极小的坍落度损失使萘系减水剂黯然失色，从而开创出减水剂技术和砼施工技术的新局面。
我国聚羧酸系减水剂发展起步较晚，其用量只占减水剂总用量的2%左右，但其在国内重特大工程中的应用正逐渐增多。
国外不少大的化学建材公司，如德固赛集团、格雷斯建材公司、马贝集团、西卡公司、富斯乐公司和花王公司等，纷纷将自己生产的聚羧酸系减水剂产品通过进口方式引进中国市场，对推动聚羧酸系减水剂在工程中的应用起到了非常重要的作用。
值得一提的是，国内少数厂家也开始生产、销售聚羧酸系减水剂产品。
目前，我国正在制定聚羧酸系高性能减水剂的标准，相信会促进我国聚羧酸系减水剂工业的快速、健康发展。
二、聚羧酸系高效减水剂的研究进展自20世纪90年代以来，聚羧酸已发展成为一种高效减水剂的新品种。
它具有强度高和耐热性、耐久性、耐候性好等优异性能。
其特点是在高温下坍落度损失小，具有良好的流动性，在较低的温度下不需大幅度增加减水剂的加入量。
聚羧酸系减水剂结构与作用机理
聚羧酸系减水剂结构与作用机理1 结构: 聚羧酸类减水剂是由各种乙烯类单体经共聚合反应获得的一类在主链上含有阴离子(如羧基、磺酸基)及其他极性基团(如羟基、醚、酰胺、胺)等的水溶性高分子，具有很多良好的使用性能。
其化学结构可表示为式中X为CH2、CH2R等，Y为CH2、CO 等，Z为O、NH等，R1为CH3、CH3CHOH等,R2为CH2CH2等，R3为C1～4，,M1、M2分别代表H、碱金属离子；M3代表H、碱金属离子、铵离子、有机胺。
主链上-COOH-和-SO3-提供静电斥力，梳形聚合物侧链触向水泥粒子各个部位，起着立体阻碍的重要作用，决定分散系统的稳定性，保持水泥浆体流动性。
由于主链长，极性基团多，静电斥力强，空间分子结构庞大，侧链多也较长，空间位阻大，从而对水泥粒子具有良好的分散、减水、稳定作用使得水泥浆用水量小而流动性好，粘聚性大而不易分层。
2 作用机理: 聚羧酸系减水剂在水泥粒子表面上以接枝共聚物的齿型吸附形态达到稳定的分散效果主要取决于被吸附聚羧酸分子的静电排斥力作用和立体排斥力作用。
根据DLVO理论，水泥粒子表面的Zeta电位大小与水泥粒子的分散性密切相关。
静电排斥力的分散稳定性取决于水泥粒子相互接近时产生的静电排斥力与范德华力之和的粒子间作用势能。
聚羧酸系减水剂主链中的活性基团链段，通过离子键、共价键氢键以及范德华力等相互作用，紧紧地吸附在强极性的水泥粒子表面上，并改变其表面电位；带活性基团的侧链嵌挂在主链上，当吸附于固体颗粒表面时，形成具有一定厚度的溶剂化层，同时传递一定的静电斥力。
根据Machor熵效应理论,立体效应斥力取决于表面活性剂的结构和吸附形态或者吸附层厚度等。
聚羧酸系减水剂对水泥粒子产生梳状吸附，并且其分子中含有多个醚键，由于与水分子形成氢键作用，从而形成亲水性立体保护膜。
由立体效应理论可推测，其侧链长度越长分散性越高，形成的立体保护膜厚度就越厚。
但在一般商品混凝土配合比条件下，长侧链聚合物并未显示出减水性增大的效果。
聚羧酸高性能减水剂
目录1.减水机理 (2)2.优良的性能 (2)2.1 减水剂的匀质性分析 (2)2.2 水泥水化热－电性能分析 (3)2.3 早强效应 (3)2.4减水性能分析 (4)2.5 环保分析 (4)聚羧酸高性能减水剂聚羧酸系高性能混凝土减水剂是20世纪80年代中期由日本首先开发应用的新型混凝土减水剂。
它主要是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，使其同时具有高效、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。
聚羧酸系高性能减水剂是完全不同于萘磺酸盐甲醛缩合物NSF 和三聚氰铵磺酸盐甲醛缩合物MSF减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并且在低水灰比时也具有低粘度和坍落度保持性能。
它与不同水泥有相对更好的相容性，是高强高流动性混凝土所不可缺少的材料。
聚羧酸系混凝土减水剂是继木钙和萘系减水剂之后发展起来的第三代高性能化学减水剂，与传统减水剂相比主要具有以下几个突出的优点:a.高减水率：聚羧酸高性能减水剂减水率可达25-40％。
b. 高强度增长率：很高的强度增长率，尤其是早期强度增长率较高。
c.保坍性优异：极好的保坍性能，可保证混凝土极小的经时损失。
d.匀质性良好：所配混凝土有非常好的流动性，容易浇注和密实，适用于自流平、自密实混凝土。
e. 生产可控性：可通过对聚合物分子量、侧链的长短、疏密及侧链基团种类的调整来调节该系列减水剂的减水率、保塑性和引气性能。
f.适应性广泛：对各种纯硅、普硅、矿渣硅酸盐水泥及各种掺合料制混凝土均具有良好的分散性及保塑性。
g.低收缩性：能有效提升混凝土的体积稳定性，较萘系减水剂混凝土28d收缩降低了20%左右，有效的减少了混凝土开裂带来的危害。
h.绿色环保：无毒性、无腐蚀性，不含甲醛及其他有害成分。
1.减水机理聚羧酸高性能减水剂是运用分子结构设计原理，以DLVO电荷排斥理论和空间位阻效应理论为基础，将带有不同功能的活性基团接枝到主链上聚合而成。
聚羧酸减水剂的作用机理
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。
聚羧酸减水剂的作用
聚羧酸减水剂是最新一代的混凝土外加剂，被称为第三代高性能减水剂。
，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。
广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。
那么它所发挥的主要作用有哪些呢？
聚羧酸减水剂主要有以下几种作用：首先，分散作用。
通过分散水泥颗粒，借以释放出被包裹的水分子，使其参与流动。
其次，润滑作用。
通过润滑，有效降低水泥颗粒之间的阻力。
最后，空间位阻作用。
通过空间位阻来改变混凝土的流变过程，但对后期强度没有影响。
这种试剂适用于高速铁路、客运专线、工业与民用建筑、道路、桥梁、港口码头、机场等工程建设的预制和现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土。
特别适用于配制混凝土施工时间长，对混凝土坍落度保持要求高的工程，如核电工程。
以上就是全部内容，感谢您的阅读!。
聚羧酸减水剂反应方程式
聚羧酸减水剂反应方程式1. 简介聚羧酸减水剂是一种广泛应用于建筑材料中的化学添加剂。
它能够降低混凝土水泥浆体的黏滞性，使其具有更好的可流动性和可加工性。
聚羧酸减水剂的主要成分是聚羧酸聚合物，它通过与水泥中的氢氧化钙发生化学反应来实现调节混凝土的流变性能。
2. 聚羧酸减水剂的结构聚羧酸减水剂的结构与聚羧酸聚合物密切相关。
聚羧酸聚合物是一类具有羧酸基团的高分子化合物，它们通常由丙烯酸、丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯等单体组成。
聚羧酸聚合物的结构可以简化为主链与侧链的组合，其中主链由大量的丙烯酸单体组成，侧链则是由丙烯酸酯或羟乙酯单体引入的。
3. 聚羧酸减水剂的作用机理聚羧酸减水剂在水泥浆体中起到调节流变性能的作用是通过与水泥中的氢氧化钙发生化学反应来实现的。
具体来说，聚羧酸减水剂中的羧酸基团与水泥中的氢氧化钙反应生成更稳定的碳酸钙，这样就能够减少水泥浆体的黏结力。
同时，聚羧酸减水剂的侧链结构还能够与水泥中的硅酸盐发生相互作用，增强水泥浆体的分散性和稳定性。
4. 聚羧酸减水剂的反应方程式聚羧酸减水剂与水泥中的氢氧化钙和硅酸盐发生反应后，会引起水泥浆体的流变性能变化。
以下是聚羧酸减水剂与水泥中主要成分反应的方程式：1.聚羧酸减水剂与氢氧化钙的反应方程式：–聚羧酸减水剂中的羧酸基团与氢氧化钙反应生成碳酸钙：•R-COOH + Ca(OH)₂ → R-COOCa + H₂O2.聚羧酸减水剂与硅酸盐的反应方程式：–聚羧酸减水剂的侧链与硅酸盐反应生成稳定分散的物质：•R’-Si(OR)₃ + Si(OH)₄ → R’-Si-O-SiR + H₂O5. 聚羧酸减水剂在混凝土中的应用聚羧酸减水剂作为一种常用的混凝土添加剂，广泛应用于建筑材料中。
它能够改善混凝土的工艺性能和使用性能，同时还能够减少混凝土的水泥用量，提高混凝土的强度和耐久性。
聚羧酸减水剂在混凝土中的应用主要包括以下几个方面：1.调节混凝土的流动性：–聚羧酸减水剂能够使混凝土具有较好的可流动性，提高施工的效率和质量。
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广东复特聚羧酸减水剂作用机理简述
关键词：聚羧酸减水剂
编制：广东复特新型材料科技有限公司
广东新业混凝土有限公司
聚羧酸减水剂是20世纪80年代中期开发出的一种新型高效混凝土减水剂，最先是在日本研制成功的。
聚羧酸减水剂可明显提高混凝土的流动性和耐久性强度，因此近年来已成为世界许多国家混凝土工程界与材料界关注的热点。
聚羧酸减水剂也是目前世界上公认的研究与应用前景最好和综合性能最优的减水剂。
其作用机理简述如下：
1. 分散作用：水泥加水拌合以后，由于水泥颗粒分子引力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，使10-30%的拌合水被包裹在水泥颗粒中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。
当加入聚羧酸减水剂以后，由于聚羧酸减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒的表面，使水泥颗粒表面带上同一种电荷（一般为负电荷），形成静电排斥作用，使水泥颗粒相互分散，破坏絮凝结构，释放出被包裹的水，参与流动，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。
2. 润滑作用：聚羧酸减水剂中的亲水基极性非常强，因此水泥颗粒表面的聚羧酸减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而进一步提高混凝土的流动性。
3. 空间位阻作用：聚羧酸减水剂结构中具有亲水性支链，其伸展于水溶液中，可在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。
当水泥颗粒相互靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。
4. 接枝共聚支链的缓释作用：聚羧酸减水剂在制备的过程中，会在减水剂分子上接枝一些支链，这些支链不仅可以提供空间位阻效应，而且在水泥水化的高碱度环境中，这些支链还可以逐渐被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可以提高水泥颗粒的分散效果，并控制坍落度损失。