脂肪族减水剂的合成工艺以及合成产物分析
脂肪族高效减水剂的合成与性能
脂肪族高效减水剂的合成与性能作者：冒海军来源：《城市建设理论研究》2013年第16期摘要：高效减水剂是生产高强高性能混凝土的重要原料。
减水剂作为一种分散剂，可以改变水泥颗粒表面的物理化学性质，增加颗粒间的斥力，从而增加新拌浆体的流动性，改善混凝土的工作性。
本文主要研究了脂肪族高效减水剂的合成工艺，对影响产品分散性的几个因素进行了分析。
关键词：脂肪族磺酸盐；高效减水剂；合成；性能中图分类号：Q493.5 文献标识码：A 文章编号：一、前言随着建设领域的发展，对混凝土高强及耐久性的需要，使得对混凝土的性能提出了更高的要求。
混凝土的高性能化最重要的技术途径是使用混凝土外加剂，混凝土外加剂以它不可替代的性能已经成为混凝土的重要组成部分。
脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。
憎水基主链为脂肪族烃类，是一种绿色高效减水剂。
不污染环境，不损害人体健康。
对水泥适用性广，对混凝土增强效果明显，坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象，广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂，也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。
脂肪族减水剂以其相对简单的生产工艺，对水泥适应性好，成为目前最重要的减水剂产品之一。
二、脂肪族高效减水剂的的特点脂肪族减水剂是上世纪80年代发展起来的一种新型减水剂。
它是以丙酮、甲醛、焦亚硫酸钠、片碱等为主要原料，经过磺化、缩合而制得的阴离子高分子表面活性剂。
高效减水剂是生产高强、高性能混凝土的主要原料之一。
目前在国内市场上，使用的高效减水剂主要有萘系减水剂，磺化三聚氰胺系减水剂，氨基磺酸盐系减水剂以及聚羧酸盐系减水剂。
高效减水剂是生产高强高性能混凝土的重要原料。
减水剂作为一种分散剂，可以改变水泥颗粒表面的物理化学性质，增加颗粒间的斥力，从而增加新拌浆体的流动性，改善混凝土的工作性能。
脂肪族减水剂具有以下特点：减水率高；含气量低，有利于制备高强、高性能混凝土；Na2SO4含量低，冬季无结晶沉淀现象，可以方便地复配成防冻剂、泵送剂；原料来源广泛，在工业萘价格上扬的今天，其性价比要高于萘系减水剂。
试论脂肪族高效减水剂合成工艺
民营科技2018年第8期科技创新试论脂肪族高效减水剂合成工艺张景辉（牡丹江华鸿新型材料有限公司，黑龙江牡丹江157000）脂肪族高效减水剂属于外加剂的一种，通过添加不同的减水剂可以对混凝土的性能进行改善，使其更适应项目建设的需求。
1脂肪族高效外加剂的主要生产方式及反应机理1.1脂肪族高效外加剂的主要生产方式当前阶段，脂肪族类型减水剂的生产方式主要包括两种：即连续式以及间歇式生产模式。
减水剂的连续生产系统操作工艺简单、性能参数容易调整，生产的外加剂质量具备较高的稳定性，自动化控制系统的应用水平较高，但设备需要投入的成本较高，因此应用并不广泛。
与此同时，间歇性生产模式对设备的需求不高，生产成本较低，脂肪族减水剂的产量可以满足实际需求，现阶段在外加剂的中小生产单位中应用较为广泛。
然而，两种方式各有优劣，生产的技术水平并不理想，存在较大的改进空间，需要不断的进行技术研究、创新。
1.2反应机理1）基础反应机理。
在基础反应中，占据主要地位的反应主要有两种：首先，在碱性条件下，化学药剂的羟醛缩合基础反应；其次，是丙酮、甲醛与亚硫酸氢钠产生的加成反应。
在药剂进行基础反应的过程中会出现不同的缩合反应单体，常见的有丙酮一缩甲醛，该种反应对象是缩合单体，可以为链增长提供支持。
但基础反应的实际过程中，能够产生磺化反应的单体对象只有一个羟基，无法参与到链增长的过程中，因此充当链终止剂的作用。
2）缩合反应机理。
基础反应完成后，会出现多羟基化合物的反应产物，该种化合物在碱性条件下或高温环境下会发生失水缩合反应，产生磺化丙酮、甲醛的缩合物，缩合物的分子质量通常为五千左右。
该种反应发生的原理为缩聚机理，具体过程为基础反应后的多羟基化合物受碱性或高温条件的影响，发生磺化丙酮、甲醛缩合变化。
2在脂肪族类型减水剂合成过程中产生影响的主要因素与新型工艺探究2.1对减水剂性能产生影响的主要因素1）加料方式不同产生的影响。
加料方式的不同，获取的减水剂质量、性能也有所差别。
脂肪族减水剂复配技术
脂肪族减水剂复配技术脂肪族羟基磺酸盐缩合物是以羰基化合物为主要原料，在碱性条件下通过碳负离子的产生而缩合得到的一种脂肪族高分子链，并且通过亚硫酸盐对羰基的加成从而在分子链上引进亲水的磺酸基，这种缩合物的分子链上具有亲水基团和亲油基团，因而在性能上就具有了外表活性的特征，可以用作混凝土减水剂。
本文主要介绍脂肪族减水剂的性能及复配后在混凝土中的应用。
1 脂肪族减水剂的性能将脂肪族减水剂参加到混凝土中，假设保持水灰比不变，那么可以有效提高混凝土的坍落度；假设减小水灰比，那么可以获得流动性能良好的混凝土，易于成型密实，而且可以明显地提高混凝土的强度。
1.1 减水率实验在不同减水剂掺量的情况下，配制高强度、大流动性的混凝土，测定混凝土的坍落度及强度。
具体混凝土配合比和试验结果见表1。
从上面的试验可以看出，该减水剂的减水率随着掺量的增加而增大。
在试验范围内，减水剂的掺量与减水率几近成正比例的关系。
在第8 组试验中，减水剂掺量0.45%计，减水率可以到达20%以上，混凝土的出机坍落度为230 mm，混凝土的和易性良好，不离析、不泌水，28 d 的强度可以到达67.5 MPa。
另外，掺加该减水剂的混凝土，早期强度开展很快，3 d 的强度可以到达28 d 强度的70%～80%，7 d 的强度可以到达28 d 强度的80%～90%，而且混凝土的后期强度也有增长的趋势。
随着减水剂掺量的增加，混凝土单方用水量的减少，各组配比混凝土的早期强度也在增加。
由此可见，该系列的减水剂不同于萘磺酸甲醛缩合物或改性木质素磺酸钙等减水剂，因为这两类减水剂在增大掺量时会产生缓凝的作用，不同程度地影响混凝土的早期强度的开展。
1.2 脂肪族减水剂与萘系减水剂单掺及复配后的性能比拟为了比照该减水剂与萘系减水剂对混凝土减水率的作用，我们设计了下面的混凝土试验，分别为萘系减水剂单掺〔UNF-5〕，萘系与脂肪族同比例复配〔UNF- 5：ZF〕、脂肪族单掺〔ZF〕。
脂肪族减水剂
脂肪族减水剂即脂肪族高效减水剂，是一种绿色高效减水剂，不会对环境造成污染，此外也不会危及人体健康。
这样的脂肪类减水剂是由丙酮磺化合成的羰基焦醛。
脂肪族减水剂为外观棕红色的液体，固体含量大于35%，比重在1.15-1.2之间。
性能特点：
1、减水率高，可达15-25%，如果在同等强度坍落度状况，可以节约25-30%的水泥用量，从而可以节省成本。
2、早强、增强效果明显，加入此类减水剂，三天可达到60-70%的设计强度，七天则可达到100%，28天的话，则会达成比空白混凝土强度高30-40%的效果。
3、高保塑，和葡萄糖酸钠、麦芽糊精等这样的缓凝剂复合使用的话，混凝土坍落度经时损失会大幅减小。
4、对水泥适应性良好，和易性及粘聚性也不错，与其他各类外加剂配伍良好。
5、砼的抗冻融，抗渗，抗硫酸盐侵蚀以及其他物理性能能够得到显着提升。
6、特别适用以下砼：流态塑化砼，自然养护、蒸养砼，抗渗防水砼，耐久性抗冻融砼，抗硫酸盐侵蚀海工砼，以及钢筋、预应力砼；
7、无毒，不燃，不腐蚀钢筋，冬季无硫酸钠结晶。
脂肪族高效减水剂的合成工艺
由表 ２可以看出， 随着亚硫酸钠的增加 ， 产物的 分散性能逐渐降低 ， ｎ Ｓ ：ｎ Ａ ０ ４时 ， 在 （ ） （ ）＝ ． 产物 的分散 性 能均 达到最 大。在 ｎ Ｓ ：１ Ａ ０ ３ （ ） １ ）＝ ． （ 时， 反应物在聚合过程 中形成凝胶。
３３ 反应物浓度对产物分散性能的影响 ．
表 ３ 反应物浓度对产物分 散性 能的影 响
（ ） 泥 净 浆 实 验 ： 照 国标 Ｇ ／ １４ １水 参 Ｂ Ｔ ３６— ２０ ， ０ １采用代用法测定 。
ｌ 刚 —－ ＇ — ■ １ 青 －－ ‘
泥混凝土减水剂的酮醛缩合物外加剂的制备方法 ，
高效减水剂又称超塑化剂 ， 是一类显著减少新 拌混凝土用水量、 提高混凝土性能、 延长混凝土使用
寿命 ， 或在保持混凝土性 能和使用寿命基本不变的 基础上较大幅度减少水泥用量的化学添加剂 ， 且减
氯盐 ， 对钢筋无腐蚀等优点。 脂肪族磺酸盐高效减水剂的研究起始于欧洲和
美 国油井水泥减阻剂。改性的磺化酮醛缩合物在首
先作为油井水泥减阻剂于 ３ 世纪 ８ Ｏ ０年代后期 申清 了专利 。３ 世纪 ９ Ｏ ０年代初 ， 我国中原油 田勘探局 泥浆公司科研所和西南石油学院等开始对此类外加 剂进行研究改性 ， 并在我国申请 了专利， 发表相关的 学术论文． 主要用途是作为油井水泥减阻剂或分散 剂¨ 。此类外加剂与萘 系高 效减水剂 和木质 素 引
量控制 、 沸和凝胶化现象防止 的具体措施 以及反 爆 应产物的稳定性等方面都没有系统的研究 。 从 目前发表的关于脂肪族磺酸盐高效减水剂的 文献资料看 ， 合成所需的原材料、 合成工艺参数、 加
料顺序、 原材料配 比等各不相同， 不同原材料和合成
综合实验三指导书2016脂肪族减水剂
脂肪族减水剂合成与性能分析1．实验目的：培养学生实际动手能力，提高学生分析问题解决问题能力；加深有机化学理论教学中聚合物的合成与应用的理解，了解混凝土化学助剂种类及应用，提高对本专业学习兴趣。
2．脂肪族减水剂合成原理：减水剂种类较多，传统有木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物，近年来发展应用较多的脂肪族减水剂、氨基减水剂、聚羧酸盐减水剂，其中脂肪族减水剂具有：一种绿色高效减水剂本产品不污染环境，不损害人体健康。
对水泥适用性广，对混凝土增强效果明显，坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象，广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂，也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。
脂肪族类高效减水剂是一种磺化丙酮甲醛缩合物(简称SAF)，是近来发展较快的一种新型高效减水剂，具有生产工艺简单、周期短，常压反应，生产和使用过程对环境无污染；对水泥分散性好、减水率高，混凝土坍落度经时损失小、耐久性好等优点，具有极高的研究和推广价值。
SAF 的合成工艺主要采用丙酮的磺化反应及与甲醛的缩合反应。
原料配比、反应温度和pH 值是影响SAF 性能的主要因素。
脂肪族高效减水剂是高分子磺化合成的羰基焦醛。
是以甲醛、丙酮、亚硫酸钠（磺化试剂）为主要原料。
脂肪族减水剂合成反应方程式：（1）交叉羟醛缩合反应：在碱性介质中，有α-氢的丙酮易产生烯醇负离子，无α-氢的甲醛的羰基提供碳正离子，它们反应生成羟甲基丙酮。
HCOH+H 3CCOCH 32HOH 2CH 2CCOCH 2CH 2OH（2）酮的亲核加成反应：+HOH 2CH 2COCH 2CH 2OH SO 32-HOH 2CH 2CC OH CH 2CH 2OHSO 3-+H 3CCOCH 3SO 32-H 3CC OHCH 3SO 3-（3）缩合反应+HOH 2CH 2COCH 2CH 2OH HOH 2CH 2CC OH CH 2CH 2OH SO 3-+H 3CCOHOH 3CC OH CH 3SO 3-SO 3-(CH 2CH 2COCH 2CH 2OCH 2CH 2C OH SO 3-CH 2CH 2O)nC CH 3SO -CH 33. 性能检测方法合成产物磺化丙酮甲醛缩聚物对水泥的分散效果用水泥净浆流动度来衡量与减水率：（1）水泥净浆流动度的测定：根据国家标准《GB/T8077-2000》规定，结合相关文献介绍，采用以下方法检测水泥净浆流动度：在水泥净浆搅拌机中，加入称好的水泥、外加剂和水进行搅拌。
脂肪族减水剂生产工艺
脂肪族减水剂生产工艺
脂肪族减水剂是一种常用的建筑助剂，主要用于控制混凝土的流动性并减少水泥用量。
下面，我们将介绍脂肪族减水剂的生产工艺。
首先，脂肪族减水剂的生产原料主要包括脂肪醇和氧化剂。
脂肪醇是一种有机化合物，可以从动植物油脂、煤焦油、石油等原料中提取。
氧化剂则可以采用过氧化苯甲酰和过氧化苯代硫酮等。
其次，脂肪族减水剂的生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 提取脂肪醇：将原料中的脂肪醇进行提取。
首先，将原料加入特定溶剂中，在适当的温度下进行搅拌。
然后，通过蒸馏、浓缩等工艺，将脂肪醇从溶剂中分离出来。
2. 合成脂肪醇聚氧乙烯醚：将提取得到的脂肪醇与氧化剂进行反应，得到脂肪醇聚氧乙烯醚。
反应条件通常需要控制温度、压力等参数，以保证产品的质量。
3. 加工脂肪族减水剂：将合成得到的脂肪醇聚氧乙烯醚进行加工。
首先，需要对产品进行中和处理，即将脂肪醇聚氧乙烯醚与碱性物质反应，中和其中的酸性基团。
然后，进行干燥、粉碎等加工工序，使产品达到所需的形态和颗粒度。
最后，通过包装、质检等环节，将脂肪族减水剂进行包装，并进行质量检测，确保符合相关的标准和要求。
生产出来的脂肪
族减水剂可以用于建筑材料的生产和施工过程中，提高混凝土的流动性，减少水泥用量，提高混凝土的强度和耐久性。
综上所述，脂肪族减水剂的生产工艺主要包括原料提取、脂肪醇聚氧乙烯醚合成、产品加工等步骤。
在整个生产过程中，需要严格控制工艺参数，保证产品质量，并进行包装和质检，以满足建筑材料的需求。
脂肪族高效减水剂的合成与性能
３ ． １ 醛酮摩尔比的确定及对分散性能的影响 不同的醛酮摩尔比得到的产品的相对分
子量及分子量分布不一样。作为一种分散剂 要有合适的相对分子质量及分子量分布。在 实验过程中，固定亚硫酸钠的用量和浓度， 改变甲醛与丙酮的比例（ｍ ｏ ｌ 比），并测定所 得产物的净浆流动度，测量结果如下：
（ １ ） 水泥净浆实验：按照《混凝土外加 剂匀质性实验方法》ＧＢ ／ ８０７７－２０００ 的方 法测定水泥净浆流动度。
（ ２ ） 混凝土实验：按照《混凝土外加剂》 Ｇ Ｂ ８ ０ ７ ６ － １ ９ ９ ７ ，《混凝土外加剂应用技术规 范》ＧＢＪ５０１１９－２００３ 的方法进行混凝土性 能的测定。
净浆流动度，可以推算出该类减水剂的饱 和掺量，有利于该类减水剂的使用。我们 将 Ｈ Ａ Ｆ 脂肪族减水剂不同掺量下的净浆 流动度进行了实验比较，结果见表 ６ 。
注：水泥为山东淄博水泥厂 Ｐ ． Ｏ ４ ２ ． ５ 水泥，混凝土配合比为 １ ∶２．３ ∶３ ． ４ ，单方 混凝土水泥用量 ３ ３ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ３
表 ６ 不同掺量下的水泥净浆流动度
由表可以看出，合成的脂肪族减水剂 的饱和掺量为 ０ ． ６ ％ ，相比一般的萘系减水 剂的饱和掺量要低。
从表中实验可以看出，Ｈ Ａ Ｆ 脂肪族减水 剂具有良好的减水效果，在掺量达到 ０ ． ５ ％ （固含量），其减水率达到 １ ９ ％ ，这样在保 持原有塌落度的情况下，可以节约水泥的 用量，但由于脂肪族减水剂具有一定的缓 凝作用，因此我们建议混凝土掺量 ０ ． ５ ％ （固含量）为最佳参量。
由表 ２ 可以看出，不同的混合方式滴加 对脂肪族减水剂的分散性有较大影响。混 合滴加 ５０％的甲醛和 １００％ 丙酮时流动度可 以达到 ２ ６ ０ ｍ ｍ ，产品的分散性能最好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
脂肪族减水剂的合成工艺及合成产物分析1.减水剂的作用机理由于水泥颗粒粒径绝大部分在7μm-80μm范围内，属于微细粒粉体颗粒范畴。
对于水泥—水体系，水泥颗粒及水泥水化颗粒表面为极性表面，具有较强的亲水性。
微细的水泥颗粒具有较大的比表面能(固液界面能)，为了降低固液界面总能量，微细的水泥颗粒具有自发凝聚成絮团趋势，以降低体系界面能，使体系在热力学上保持稳定性。
同时.在水泥水化初期，C3A颗粒表面带正电，而C3S和C2S颗粒表面带负电，正负电荷的静电引力作用也促使水泥颗粒凝聚形成絮团结构(如图1所示)。
由于水泥颗粒的絮凝结构会使10%-30%的自由水包裹其中，从而严重降低了混凝土拌合物的流动性。
减水剂掺入的主要作用就是破坏水泥颗粒的絮凝结构，使其保持分散状态，释放出包裹于絮团中的自由水，从而提高新拌混凝土的流动性。
作为水泥颗粒分散剂的减水剂，大部分是相对分子量较低的聚合物电解质，其相对分子量在1500一100000范围内。
这些聚合物电解质的碳氢链上都带有许多极性基官能团，极性基团的种类通常有一SO3、一COO-及一OH等。
这些极性基团与水泥颗粒或水化水泥颗粒的极性表面具有较强的亲合力。
带电荷的减水剂(具有一SO3、一COO一等极性基的阴离子表面活性物质)通过范德华力或静电引力或化学键力吸附在水泥颗粒表面;带极性基(如一OH、一O-)的非离子减水剂也能通过范德华力和氢键的共同作用吸附在水泥颗粒表面。
没有与水泥颗粒表面作用的极性基则随碳氢链伸入液相(见图1-1所示)。
图（1-1）减水剂作用机理示意图水泥颗粒或水泥水化颗粒作为固体吸附剂，由于本身性质和结构的复杂性，使减水剂在其表面的吸附既有物理吸附，也有化学吸附。
并且吸附作用可以发生在毛细孔、裂缝及气孔的所有表面上。
减水剂在水泥颗粒表面的吸附过程要比一般的溶液吸附过程复杂得多。
并且在水泥—水分散体系中，水泥粒子吸附减水剂的同时，还伴随着水泥的水化过程。
减水剂掺入新拌混凝土中，能够破坏水泥颗粒的絮凝结构，起到分散水泥顺位及水泥水化颗粒的作用，从而释放絮凝结构中的自由水，增大混凝土拌合物的流动性。
虽然，减水剂的种类不同，其对水泥颗粒的分散作用机理也不尽相同，但是，概括起来，减水剂分散减水机理基本上包括以下五个方面。
（一）降低水泥颗粒固液界面能减水剂通常为表面活性剂(异极性分子)，性能优良的减水剂在水泥—水界面上具有很强的吸附能力。
减水剂吸附在泥颗粒表面能够降低水泥颗粒固液界面能，降低水泥—水分散体系总能量，从而提高分散体系的热力学稳定性，这样有利于水泥颗粒的分散。
因此，不但减水剂的极性基种类、数量影响其减水作用效果，而且减水剂的非极性基的结构特征，碳氢链长度也显著影响减水剂的性能。
（二）静电斥力作用新拌混凝土中掺入减水剂后，减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面，部分极性基团指向液相。
由于亲水极性基团的电离作用，使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，并且电荷量随减水剂浓度增大而增大直至饱和，从而使水泥颗粒之间产生静电斥力，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。
带磺酸根(一SO3)的离子型聚合物电解质减水剂.静电斥力作用较强;带羧酸根离子(一COO-)的聚合物电解质减水剂，静电斥力作用次之;带羟基(一OH)和醚基(一O一)的非离子型表面活性减水剂，静电斥力作用最小。
以静电斥力作用为主的减水剂(如萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物等)对水泥颗粒的分散减水机理如图1-2所示。
图（1-2）减水剂静电斥力分散机理示意图（三）空间位阻作用聚合物减水剂吸附在水泥颗粒表面，则在水泥颗粒表面形成一层有一定厚度的聚合物分子吸附层。
当水泥颗粒靠近，吸附层开始重叠，即在颗粒之间产生斥力作用，重叠越多，斥力越大。
这种由于聚合物吸附层靠近重叠而产生的阻止水泥颗粒接近的机械分离作用力，称之为空间位阻斥力。
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，它们的大小取决于溶液中离子的浓度，以及聚合物的分子结构和摩尔质量.线型离子聚合物减水剂(如萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物)吸附在水泥颗粒表面，能显著降低水泥颗粒的ξ负电位(绝对值增大)，因而其以静电斥力为主分散水泥颗粒，其空间位阻斥力较小。
具有枝链的共聚物高效减水剂(如交叉链聚丙烯酸、羧基丙烯酸与丙烯酸酯共聚物、含接枝聚环氧乙烷的聚丙烯酸共聚物等等)吸附在水泥颗粒表面，虽然其使水泥颗粒的ξ负电位降低较小，因而静电斥力较小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，枝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作用，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。
以空间位阻作用为主的典型接枝梳状共聚物对水泥颗粒的分散减水机理如图1-3所示。
图（1-3）减水剂空间位阻斥力分散机理示意图（四）水化膜润滑作用减水剂大分子含有大量极性基团，如木质素磺酸盐含有磺酸基(一SO3),羟基(一0H)、和醚基(一O一)、萘磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物含有磺酸基，氨基磺酸盐甲醛缩合物含有磺酸基和胺基(一NH2):聚胺酸盐减水剂含有羟基(一CO一)和醚基。
这些极性基因具有较强的亲水作用，特别是羟基、胺基和醚基等均可与水形成氢键，故其亲水性更强。
因此，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面后，由于极性基的亲水作用，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和水，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拉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。
（五）引气隔离“滚珠”作用木质素磺酸盐、腐植酸盐、聚羧酸系及氨基磺酸盐系等减水剂，由于能降低液气界面张力故具有一定的引气作用。
这些减水剂掺入混凝土拌合物中，不但能吸附在固液界面上，而且能吸附在液气界面上，使混凝土拌合物中易于形成许多微小气泡。
减水剂分子定向排列在气泡的液气界面上，使气泡表面形成一层水化膜，同时带上与水泥颗粒相同的电荷。
气泡与气泡之间，气泡与水泥颗粒之间均产生静电斥力，对水泥颗粒产生隔离作用，从而阻止水泥颗粒凝聚。
而且气泡的滚珠和浮托作用，也有助于新拌混凝土中水泥颗粒、骨料颗粒之间的相对滑动。
因此，减水剂所具有的引气隔离“滚珠”作用可以改善混凝土拌合物的和易性。
2.脂肪族减水剂的合成工艺2..1反应机理脂肪族高效减水剂的合成, 主要是利用醛酮在碱催化下的缩合反应和对其羧基的位进行磺甲基化反应引入磺酸基来α控制其分子量和水溶性, 并通过调整醛酮和磺化剂的比例来控制其缩合度和磺化度,从而得到同时具有高减水效果和良好保坍性能的分子结构。
分子结构如下图 :目前合成脂肪族高效减水剂的原料主要是丙酮、甲醛、Na2SO3 Na2S2O5催化剂等。
脂肪族高效减水剂在合成过程中，可能存在的反应方程式主要为以下六类, 共12个反应方程式:1.水解反应(1) : 亚硫酸盐的水解(2) : 焦亚硫酸盐的水解2.亲核加成反应反应( 3) : 甲醛与亚硫酸氢钠的加成反应(4) : 丙酮与亚硫酸氢钠的加成反应(5) : 交联反应聚合反应反应（9）-反应（11）根据上述12个反应方程式及其理论分析, 可知, 为了得到具有一定基团的聚合物, 必须控制好反应( 3) 、( 4) 、( 5) 、( 6) 、(7 ) 、( 8) 、( 9) 、(10 ) 和反应(11 ) , 且反应顺序应该是先进行反应( 3) , 再进行反应( 6) , 然后进行反应( 9) 和(10 ) , 最后进行(11) ; 同时要防止反应( 4) 、( 5) 、( 7) 、和(8) 发生。
2.2 减水剂的形成机制（1）甲醛与磺化剂SO2-形成碱性加成产物。
（2）在体系中碱的作用下，丙酮与甲醛发生缩合反应、迈克尔加成反应，形成减水剂分子骨架。
（3）在体系中碱的作用下，酮羰基侧链与甲醛发生加成反应，形成亲水性的羟基。
（4）酮羰基与亚硫酸根发生加成反应，将亲水性磺酸根引入分子骨架。
形成这种缩聚产物，甲醛、丙酮摩尔比需达到2∶1，SO2-3 、丙酮摩尔比需达到0.5∶1。
根据投料比，每个结构单元中会接入更多的羟甲基，磺酸根的数目会减少。
另外，迈克尔加成产物可以发生分子内的羟醛缩合，形成酚类物质，所以不排除结构单元中有苯环通过酚醛缩合机制进入分子骨架。
另外，在碱性条件下，羟甲基可以发生脱水在结构单元中形成α，β- 不饱合酮结构。
2.3 加料工艺的选择在选取加料工艺时，固定原料投加量为：甲醛（37%）110g，丙酮40g，焦亚硫酸钠 38g，H2O 140g，n 甲醛∶n丙酮∶n亚硫酸≈1∶0.4:0.3固含量约32%。
按如下4 种方式进行投料。
（1）焦钠溶于水，控温50℃滴加甲醛、丙酮混合液，混合液于1h 滴完后，体系升温至90℃反应4h。
（2）焦钠溶于水，控温50℃情况下先滴入所有甲醛的30%，然后50℃情况下滴入所有丙酮与40%的甲醛的混合液，滴完后，体系升温至90℃，升温同时滴入剩余30%甲醛。
甲醛滴完后于90℃下反应3h。
（3）50℃下所有丙酮与水混合，加入焦钠，搅拌30min 后开始滴加所有甲醛，滴完甲醛后，体系升温至90℃反应4h。
（4）焦钠、水、甲醛混合（大约与焦钠形成加成产物的量），升温至50℃，所有丙酮与剩余甲醛混合，与剩余焦钠一起，共分为3 批次于1.5h 内加入反应体系。
加毕升温至90℃，反应4h.一般用第二种加料方式来进行生产。
3.合成产物组分的分析根据不同的原材料，不同的配料，不同的合成工艺，不同的控制流程得出的产物合组分都不一样的。
其中，在风干含固中，主要成分是磺化丙酮-甲醛缩合物，其他附带产物有少量硫酸钠，甲醇等物质。
4 结论（1）使用正交试验法得到了本文使用工艺条件下合成脂肪族减水剂的最佳条件为：甲醛、丙酮摩尔比为2.9∶1；SO2-3 、丙酮摩尔比为0.33∶1；90℃保温时间为5h。
（2）使用红外光谱指出产品分子结构中含有羟基、羰基、亚甲基、磺酸根、双键、芳环等官能团。
（3）结合产品红外光谱以及改进的投料工艺，提出了脂肪族减水剂可能结构的形成机制。