双引发体系合成固体聚羧酸减水剂的性能研究
固体聚羧酸减水剂的合成与性能研究

前言
目前市场上生产聚羧酸系减水剂的工艺一般为水溶 液聚合方法,固含量一般都在20%~40%之间[1]。液体聚 羧酸产品存储及运输不便,尤其是在长距离运输过程中 会导致运输成本显著增加,造成其应用成本偏高。因此, 发展固体聚羧酸产品是降低运输成本和推广聚羧酸系减 水剂在各地广泛使用的首要条件[2,3]。固体聚羧酸的制备 方法有真空抽吸法、喷雾干燥法和沉淀法等,目前市场 上流通的聚羧酸固体减水剂大多是采用喷雾干燥工艺制 备的[4~6]。相对来说喷雾干燥工艺制备的产品具有一定的 缺陷,一方面这种产品一般含5%的隔离剂和3%的水,不 能做到10 0 %的固含 量;另一方面,在喷粉 干 燥 过程中, 减水剂由于受到高温的影响,继续聚合成更大分子量的 物质,有效成分损失比较大,导致失去减水性能,甚至结 块,并且喷雾干燥工艺的能耗高,导致成本增加[7,8]。
1 试验部分
1.1 试验原料
异戊 烯 醇聚氧乙烯 醚(T PEG),工业级,分 子量 2 4 0 0;丙烯酸(A A),工业级;巯 基丙 酸(M PA),工 业级;过氧化 苯甲酰(BP O),工业级;偶氮二异丁腈 (AIBN),工业级;偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(V50),工 业级;偶氮二异丁酸二甲酯(V601),工业级;冀东水泥 P.O 42.5。
2 结果与讨论
为了得到性能优异的固体聚羧酸减水剂产品,分别 研究了引发剂种类和用量、反应温度、酸醚比和链转移 剂用量对产品分散性能的影响,根据试验结果,最终确 定了最优的本体聚合合成工艺。
2.1 引发剂对聚合产品分散性能的影响
目前市场上常见的聚羧酸系减水剂为母液型,生产 过程中因为用水做溶剂,通常选用水溶性引发剂来进行 自由基聚合反应。与溶液聚合不同,本体聚合通常选用油 溶性引发剂来引发反应[9]。可用于本体聚合的引发剂分为 三类,即偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂和油溶性氧 化-还原引发体系。为了得到性能较好的产品,首先研究 了引发剂种类对本体聚合反应的影响。
聚羧酸系高效减水剂的合成及性能研究进展

凝 土 组 分的 条件 下 ,改善 混凝 土 工作 性 ;() 给 2在
定 工 作 条件 下 ,减 少水灰 比 ,提 高 混凝 土 的强度
和 耐 久性 ;() 保证 混凝 土 浇注 性 能和 强度 的条 3在
件 下 ,减 少 水和 水泥 用 量 ,减 少徐 变、 干缩 、水
含 功 能性 官能 团的 活性单 体 与主链 接枝 共聚 得 到。
sr t r ndispe f u lnc e ed suse M s t o e sa pe r d i sud nd a lc ton w eepoi e out tuc u ea t ror a ew r ic sd. o, hepr blm p ae n t y a pp iai r ntd
根 据 主 链 上 设 计 的 大单 体 ( 分子 结 构 中 摩 尔 分 在 数 大 于 5 %) 构 单 元 的 不 同 ,一般 将 聚羧 酸 系 0 结 高效减 水 剂 分为聚 丙烯酸 盐 ( 或酯 ) 、聚 马来酸 类 ( ) 、聚 ( 酐 类 甲基 ) 丙烯 酸 ( ) 马来 酸 共 聚物 酯 和
唐蓉 萍 伍 家卫 杨 兴锴 郭亚玲
(- z - _ 州石 化职业 技术 学 院 ,甘 肃 兰州 7 0 6 ) 3 0 0
摘 要 :概 述 了聚羧 酸 系高 效 减 水 剂 的作 用 、 类 型 、 分 子 结 构 特 点 , 论 了聚 羧 酸 系减 水 剂 的 合 成 方 法 、作 用机 理 以 讨 及 分 子 结 构 与性 能 的 关 系研 究进 展 ,并 指 出 了其 研 究 与 实际应 用存 在 的 问题 。 关键 词 :聚羧 酸 系减 水 剂 ;合 成 ;结 构 与 性 能 ;作 用机 理
11 . 可聚 合单 体直 接共 聚法 及特 点 先 制备 具 有 聚合 活性 的大 单体 ,然 后将 一 定
聚羧酸新型高效固体减水剂的合成研究

2020年06月当考虑气候因素。
有些气井由于地理位置较为偏远,无法连接电源、水源,对这些气井实施增压开采需要考虑对外来电源、水源要求较低或能够不依靠外来电源、水源,安装、维修简单的增压设备。
因此在选择增压设备时,必须根据天然气气田增压开采的特点来进行,在某些特殊情况下,为了保证增压气井生产的稳定性,需要对井内增压、输送过程的增压设备等进行合理的选择与改造。
2.4气田与压缩机工况的协调性对气井实施增压开采需要根据气井的实际生产情况来进行,由于气井进口的压力值、井内的实际情况、天然气的运输状况都不是固定不变的,面对这种动态的变化,对压缩机的型号、数量等的要求也存在差别。
因此在压缩机的选择上,需要根据具体的情况做出调整,保证压缩机工况能够与气田的开采状况相协调,以此来保证增产效果。
尤其是一些生产变化较大的气田中,可以对转速、压缩缸余隙等部件的调整来调整工况,来满足气田集输采气的变化情况。
比如当气田的气水率相对较高时,需要通过备用机组来预防气田的变化。
对开采过程实时监控,是为了对增压开采情况进行及时的调整,能够确保压缩机工况与开采工艺相适应。
只有增压开采工艺的应用达到最优值,才能够保证气田开采的经济效益达到最高。
2.5应用优化对于天然气增压开采工艺的应用效果,可以通过一定的方法进行优化,保证后续作业的顺利进行。
如在页岩气气田的开采中,可以通过计算非线性方程的方式来将增压开采技术进一步优化,保证各个目标值的组合解能够达到最优值,从而保证气井开发后期开采效果的最大化。
在天然气增压开采工艺技术的具体应用中,应当在工艺的应用基础上,根据气井的特点来进行应用优化,使其更适应天然气开采的具体情况。
3结语天然气能源的需求量在不断上涨,但随着气田开采的不断进行,气井资源量将逐渐降低至最低可采储量,为了进一步提高气井的采收率,必须要通过增压开采设备的应用来使气田的工况重新满足开采标准。
通过对增压开采工艺的应用进行研究,对如何达到应用的最优值进行分析,可以有效提高相应气田的采收率,保证我国清洁能源的供应。
聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

2.1反应浓度对聚羧酸系减水剂性能的影响
水 剂所 具有 的分 散 性最 好 。出现 该结 果 的原 因在 于如 果 共聚
聚 合 反应 过程 中溶 液 的浓 度会 对 减水 剂相 对 分子 质量 与 单体 溶液 与 引发 剂溶液 一次 性投入 ,那 么活性 相对 比较大 的 甲
分子 结构 、单 体转化率 产生 重要 的影响 。而反 应浓 度则会 对聚 基 丙烯酸 受 引发剂 的影 响会 在较短 时 间内发生 自聚反 应 ,但是
用共 聚单体 溶液 与 引发 剂溶液 分别 滴加时 ,所 制 出的聚羧 酸 系
减水剂 的分散性 最好 。
参考文献 :
[1]易聪 华,黄 欣,张智,杨 东杰.聚 羧酸减 水 剂 的合成及 其 分 散 性能『J1.精 细化工.2011(07).
[2]苏瑜,庞浩,蒋冰艳,王斌,廖 兵.聚羧酸 系混凝 土减 水剂 的 研 究进 展及发 展趋势 .现代化工.201 1(04).
聚羧酸 系减水剂 的合 成及性 能研 究
张 建钢 (上 虞吉 龙化 学 建材 有 限公 司 ,浙 江 绍兴 312368)
专 高 譬 tl
摘 要 :本 次研 究 采 用 水 溶 液 聚 合 法 合 成 聚 羧 酸 系减 水 剂 ,
该 处主 要对共 聚单体 溶液 与 引发 剂溶液 一次 性投 入法 、共
酯 进 行混 合 ,根 据浓 度要 求调 配 成需 要的 水溶 液 ,再 把 引发 剂
调 配成 所需规 格的 水溶液 ,然 后把 甲基丙烯 酰基 磺酸钠 与适 量
蒸 馏水 相融 合 ,溶 解后 将其倒 入四 口烧瓶 内 ,再通 入氮气 ,启动
搅 拌 器 。等 到溶液 温度升 高到 85℃之后 ,分 别滴加 引发 剂水 溶
聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇

聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究1聚羧酸减水剂是一种新型的高效混凝土减水剂,与传统的磺酸盐减水剂相比,具有优异的减水效果和低泌水率特性。
其主要成分是聚羧酸及其改性产物,可以通过复杂的化学反应过程进行合成。
本文将介绍聚羧酸减水剂的合成方法,并对其引气和早强性能进行研究。
一、聚羧酸减水剂的合成方法1. 聚合法聚合法是一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下:首先将单体与引发剂混合,在所需温度下进行聚合反应,得到聚羧酸。
然后将聚羧酸与交联剂混合,进行交联反应,最终形成聚羧酸减水剂。
聚合法合成的聚羧酸减水剂具有分子量大、结构稳定的特点。
但该方法存在聚合反应难控制、引发剂残留等问题。
2. 缩合反应法缩合反应法是另一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下:将羟基聚氧化物和羧酸混合反应,使其发生缩合反应,得到聚羧酸酯。
再将聚羧酸酯与羧酸混合反应,得到聚羧酸减水剂。
缩合反应法合成的聚羧酸减水剂具有结构简单、反应温和等优点,但副反应简单易失活、成本较高等问题。
综合比较,聚合法和缩合反应法各有优缺点,应根据实际情况选择合适的方法进行合成。
二、聚羧酸减水剂的引气性能研究引气是混凝土中的微气泡,可以降低混凝土的密实度和提高其抗冻性、耐久性等性能。
聚羧酸减水剂可以通过控制化学结构实现引气作用。
目前较为常用的引气剂是联苯甲酸类聚羧酸减水剂,其引气机理是气泡在混凝土中的生成、扩散和稳定。
由于聚羧酸减水剂中与引气作用相关的络合基团结构不同,引气性能也有差异。
研究表明,以亲水性较高的羟基带有醛基的聚羧酸为基础的聚羧酸减水剂引气性能较好,可获得满意的减水效果和引气效果。
同时,引气剂的加入量、混凝土的水胶比和气孔度等因素也会影响聚羧酸减水剂的引气性能。
三、聚羧酸减水剂的早强性能研究早强是指混凝土在一定养护期内表现出的强度发展速度。
聚羧酸减水剂中常常添加缓凝剂,可以充分利用其多种羧酸基团作用,实现早强效果。
聚羧酸系减水剂的研究现状与发展趋势

聚羧酸系减水剂的研究现状与发展趋势聚羧酸系减水剂是混凝土添加剂中的一种重要成员,具有优异的分散性和流动性,能够有效减少混凝土的水灰比,提高混凝土的强度和耐久性,因此在工程建设中得到广泛应用。
随着现代工程建设的发展,对混凝土性能要求越来越高,聚羧酸系减水剂也在不断地发展和完善。
本文将对聚羧酸系减水剂的研究现状和发展趋势进行探讨。
1. 聚羧酸系减水剂的种类和特点聚羧酸系减水剂是一类由聚羧酸高分子化合物制成的减水剂,其分子结构具有丰富的羧基和疎水基团,能够与水泥颗粒发生强烈的吸附作用,形成高度分散的胶体颗粒,从而改善混凝土的流动性和分散性。
根据其分子结构和性能特点的不同,聚羧酸系减水剂可分为缩微粉聚羧酸系减水剂、液态聚羧酸系减水剂和固体聚羧酸系减水剂等多种形式。
目前,聚羧酸系减水剂已经成为混凝土中不可或缺的重要添加剂,被广泛应用于各类重要工程建设中,如高层建筑、大型桥梁、高速公路、地铁隧道等。
在实际应用中,聚羧酸系减水剂不仅能够显著降低混凝土的水灰比,提高混凝土的流动性和抗渗性,还能够控制混凝土的凝结时间和提高混凝土的强度等方面发挥积极作用。
目前,针对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在以下几个方面:(1) 新型聚羧酸系减水剂的合成和性能改进。
随着材料科学和化学工程技术的不断进步,新型聚羧酸高分子化合物的合成技术和改性方法不断涌现,以提高聚羧酸系减水剂的分散性、流动性和稳定性,以适应不同混凝土工程的需求。
(2) 聚羧酸系减水剂与水泥混合体系的相互作用机制研究。
混凝土是复杂的多相体系,聚羧酸系减水剂与水泥、矿物掺合料等各种材料之间的相互作用机制对其性能表现起着关键作用。
深入研究聚羧酸系减水剂在混凝土中的分子尺度相互作用机制,对于指导聚羧酸系减水剂的合理应用具有重要的理论和实用意义。
(3) 聚羧酸系减水剂在不同混凝土体系中的应用性能研究。
由于混凝土在不同工程条件下具有不同的性能要求,且受到原材料和环境条件的影响较大,因此需要深入研究聚羧酸系减水剂在各种不同混凝土体系中的应用性能,以便更好地指导其在实际工程中的应用。
两性型聚羧酸减水剂的制备与应用性能研究

两性型聚羧酸减水剂的制备与应用性能研究江嘉运;张士停;毕菲;肖姗姗【摘要】探讨两性型聚羧酸减水剂的合成工艺,设计采用含氨基的中间体衍生物(MAAL)与丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG2400)共聚,通过试验得到适宜的单体摩尔比、聚合温度、滴加反应时间等最佳工艺参数.红外光谱仪和凝胶色谱分析表明,合成减水剂MAALPC分子引入的官能团与预先设计基本相符,分子质量大小适中且分布较为集中.MAALPC的混凝土减水率为28.6%,且具有优良的混凝土中后期增强效果.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】5页(P24-27,87)【关键词】两性型聚羧酸减水剂;制备;表征;应用性能【作者】江嘉运;张士停;毕菲;肖姗姗【作者单位】吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春 130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春 130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春 130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春 130118【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.20 引言1991年,日本Nippon Shokubai(触媒株式会社)率先报道了成功研发两性型聚羧酸减水剂[1]。
2007年,冉千平[2]以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,合成了一种两性型聚羧酸减水剂,受到国内科研人员的普遍关注。
由于在水泥熟料矿物中,其中C3S和C2S的ζ电位为负值,C3A和C4AF的ζ电位为正值,因此,两性型聚羧酸减水剂可以增大熟料矿物的饱和吸附量,是一种功能型减水剂[3-4]。
该类减水剂属于α-长链烷基甜菜碱系列表面活性剂,研究表明,它具有较好的相容性、优异的分散性能和保坍性,能够有效降低水泥早期水化速率和放热量,提高早期强度,并不显著延缓水泥正常凝结时间[5-7]。
虽然其性能较为优异,但是,功能性原料水溶性阳离子单体DMC的质量要求较高,还需要多种特制的关于原材料制备、酯化的催化剂,因此进一步推广应用受到一定限制。
聚羧酸系高性能减水剂的合成试验研究

2 结果 与讨论
21 外 光谱 分 析 .红
聚反应可以合成 出具有不同结构 的减水剂 ,以满足不 同的混 凝士 陛能要求 。本文在合成 甲氧基聚乙二醇甲基 丙烯 酸酯大 单体的基础上 ,通过 自由基水溶液共聚合的方法合成 了聚羧 酸系高性能减水剂 , 对产物 的结构进行 了红外光谱分析验证 , 用单因素试验法探讨 了最佳合成工艺。
匀。由图 3可知 , 当聚合温度保持在 7 ℃时 , 5 合成的减水剂分 子量分布在一定的范围内, 从而发挥减水剂 的最佳分散性能。
2 聚 合浓 度对 减 水剂 性 能 的影 响 . 4
参考文献
[ 1 Haahy U t T Y aa ,t 1 d x r r e n[] ] ysi a ea . u s a a A mi ue o c me t . T . t f P
磺酸基的特征吸收。
P CA
1实验 部分
1 主要原料和仪器设备 . 1
甲氧基 聚乙二醇 ( P G , M E ) 甲基丙 烯酸 ( A , 酸单 体 M A)磺 (S , A )对甲苯磺酸 , 引发剂 , 对苯二酚及分子量调节剂 , 萘系高 效减水剂( D )氯化钠 , FN, 溴化钾 ( B , K r光谱纯 )炼石 PO4 . ; . 2 5
.
.
厂 , . ,
删 神 O 'o 5o 1o oo 6o o
将制备的酯化 大单体 、 甲基丙烯酸按 一定 比例混合 , 数 用
显恒流泵均匀滴加 到装有磺酸单体 的烧瓶 中,同时滴加引发 剂, 在一定温度下保温一定时间 , 反应完成后 , 用碱调节 p H为
6 7得到聚羧酸减水剂(c 。 ~, P A)
m 2 m, h后仍保持为 2 5 l, 2 n 表明水泥净浆流动度损失小。 m
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的研制 [4 -6] ꎬ但这些研究中采用的合成温度大部分都较高或 引发剂加量过大ꎬ这样才能保证产物的转化率较高且性能较 好ꎮ 但合成温度太高在具体生产上则难以控制和实现ꎬ而引 发剂加量过大也会使得在合成过程太过剧烈ꎬ放热量过大ꎬ 温度上升 过 快ꎬ 这 样 也 容 易 导 致 产 物 性 能 降 低 或 产 物 凝 胶化ꎮ
0 前 言
减水剂是混凝土中使用最广泛的一类外加剂ꎬ其主要作 用是可以大幅度改善混凝土的和易性以及流动性 [1 -3] ꎮ 传 统聚羧酸减水剂的合成是在引发剂作用下的水溶液通过自 由基共聚而成ꎬ以 20% ~ 50% 的液体为主ꎬ这给长距离运输 造成了高成本问题ꎬ并且液体聚羧酸不能用于如干混砂浆等 需要固体聚羧酸减水剂的情羧酸
Study on the properties ofsolid polycarboxylate superplasticizer by double initiator system
TAO Jun 1ꎬ2 ꎬNI Tao 1ꎬ2 ꎬSONG Xin 1ꎬ2 ꎬ LIU Zhaoyang 1ꎬ2 ꎬWANG Jinchun 1ꎬ2 (1. Shijiazhuang Changan Yucai Building Materials Co. Ltdꎬ Shijiazhuang 050000ꎬ Chinaꎻ 2. Hebei Province Functional Materials Engineering Technical Research Centerꎬ Shijiazhuang 050000ꎬChina) Abstract: With Acrylic acid and 501 ether macromonomer as main raw materialsꎬ the solid polycarboxylate superplasticizers were prepared utilizing the method of bulk polymerization and initiated by initiator A and B. The properties of solid polycarboxylate superplasticizersꎬ which synthesized by single initiation and double initiationꎬwere researched and the products were tested by GPC. The results indicated that the double initiation system had the best initiation efficiency in bulk polymerizationꎬ and the lowest synthesis conditions were requiredꎬthe dispersion and retention properties of the product in cement paste and concrete was the best. Key words: initiatorꎻ double initiationꎻ solidpolycarboxylate superplasticizersꎻ dispersion performanceꎻ slump protection performance
双引发体系合成固体聚羧酸减水剂的性能研究
陶 俊 1ꎬ2 ꎬ倪 涛 1ꎬ2 ꎬ宋 欣 1ꎬ2 ꎬ刘昭洋 1ꎬ2 ꎬ王进春 1ꎬ2
(1. 石家庄市长安育才建材有限公司ꎬ河北 石家庄 050000ꎻ 2. 河北省混凝土用功能性材料工程技术研究中心ꎬ河北 石家庄 050000)
摘 要:以丙烯酸( AA) 和 501 醚类单体( TPEG) 为主要原 料ꎬ采用引发剂 A 和引发剂 B 在本体聚合下合成固体聚羧酸 减水剂ꎬ研究了两种引发剂单独引发和双引发时对合成固体 聚羧酸减水剂性能的影响ꎬ并对合成的产物进行了 GPC 测 试ꎮ 实验结果表明:采用双引发体系在本体聚合中使用时引 发效率最好ꎬ所需合成条件最低ꎬ在水泥净浆和混凝土中的 分散性能和保坍性能最佳ꎮ 关键词:双引发ꎻ粉剂聚羧酸ꎻ分散性能ꎻ保坍性能 中图分类号:TU528������ 042������ 02 文献标志码:A 文章编号:1672 - 4011(2019)04 - 0013 - 02 DOI:10������ 3969 / j������ issn������ 1672 - 4011������ 2019������ 04������ 006
1 实 验
1������ 1 实验原料 峨胜水泥( P������O42������ 5) ꎻ501 醚类大单体( 工业级) ꎻ引发
剂 A(工业级)ꎻ引发剂 B( 工业级)ꎻ油溶性链转移剂( 工业 级) ꎻ丙烯酸( AAꎬ工业级) ꎻ市售固体聚羧酸减水剂 Cꎮ
2 实验步骤
2������ 1 合成工艺 将一定量的 501 大单体投入三口反应烧瓶内ꎬ并加热至
一定温度使得 501 大单体完全融化ꎬ然后将一定量的丙烯酸 和油溶性链转移剂混合ꎬ将其缓慢滴加入三口烧瓶内ꎬ同时 向烧瓶中加入引发剂 A 和引发剂 Bꎬ恒温反应一段时间后ꎬ 趁热将产物倒出冷却至室温ꎬ最后将产物研磨成粉末即得最 终保坍剂产物ꎮ 2������ 2 水泥净浆流动度测定
按照« 混 凝 土 外 加 剂 匀 质 性 试 验 方 法» ( GB / T8077— 2000) 采用峨胜水泥测定其净浆流动度ꎬ测试条件为水灰比 0������ 29ꎬ保坍剂按折固掺量为 0������ 2% ꎬ测定水泥净浆在玻璃板上 0、30、60、90、120 min 时的流动度ꎮ 2������ 3 凝胶渗透色谱分析