新型聚羧酸系高性能陶瓷减水剂的合成及应用
聚羧酸减水剂的复配技术与应用分析

聚羧酸减水剂的复配技术与应用分析摘要:随着混凝土化学外加剂的飞速发展,聚羧酸系减水剂的性能也越来越趋于成熟,因其自身具有的良好的减水和保坍作用,其在工程实际中的应用愈加广泛,本文就聚羧酸减水剂在生产应用中的复配与应用问题进行分析,为保证混凝土工程质量具有现实意义。
关键词:混凝土;聚羧酸减水剂;复配;应用1聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂属于高性能减水剂,其主要构成物质是接枝聚合物,试剂呈浅褐色,具流动性,梳形分子结构,分散性能好。
聚羧酸系减水剂掺加到混凝土中,本身不跟水泥发生化学反应,也不会产生新的水化产物。
其作用机理是减水剂分子在水泥颗粒上的吸附作用,极性较弱的长链吸附在水泥颗粒的表面上,而使水泥颗粒带负电荷的是极性部分。
聚羧酸减水剂作为新型高性能减水剂,具有掺量低、减水率高、分散性好、生产过程无污染、碱含量和氯离子含量低,混凝土收缩小等优点,克服了其他减水剂的一些弊端。
由于聚羧酸系减水剂在高性能混凝土中发挥了不可替代的优势,在工程上应用范围越来越广。
2聚羧酸减水剂的复配技术聚羧酸减水剂的复配方案包括聚羧酸减水剂的不同母液之间的组合使用,以及聚羧酸减水剂母液与缓凝、引气、状态调节剂等功能组分(常指小料)的物理性复配。
2.1聚羧酸减水剂母液的复配聚羧酸减水剂属于高性能减水剂,通过根据混凝土的实际拌合状态决定附加某些小料的方法来改善性能,笔者认为前提是通过母液的复配来达到基本的要求,然后通过小料进行微调。
母液的复配,可以使产品的分子侧链密度得到调节,取长补短,产品设计的多元化是良好复配的基础,也可以引入具有特殊性能的母液以改善质量。
如引入保坍性良好的母液,或者引入缓释型的保坍剂。
当需要降低成本时,可采用引入经济型的聚羧酸减水剂。
母液的复配有些是性能的加权平均,有些可获得1+1>2的叠加效应。
单个母液所不能达到的效果,或许多种母液组合能发挥所需要的作用。
混凝土的坍落度损失是聚羧酸减水剂面临的最重要的问题,母液(含保坍剂)的复配是满足保坍性的最好手段,并能较好适应混凝土原材料(特别是砂)的质量优劣或者波动等。
高性能混凝土的特点与新型聚羧酸系高性能减水剂的相关应用

豳臻
施工技术应用
高性 能混凝土 的特点 与新型聚羧酸系高性 能减水剂 的相关应 用
摘 要 :新 型 聚羧酸 系高 性 能减 水剂 的优 越 性主 要是 通过 与其 他 的减 水剂 的 比较 中体 现 出来 的,作 为 第三代 的减 水 剂其减 水率 高. 同 时对环 境 的影 响较 小 , 特 别是 在 高性 能 混凝土 中 的应用 更 是其 他 的减 水 剂所 不及 的。近 些 年 来 , 新 型聚 羧 酸 系高 性能 能减 水 剂 不断 的得到 推广 。本 文通 过 阐述 新 型聚羧 酸 系高 性能 减水 剂 的优 点 , 进 一步 的分 析 了新型 聚 羧酸 系高 性 能减水 剂 的应用 , 并分 析
应 用 中存 在 的一 些 问题 , 进 一步 的找 出合 理 的解决 措 施。
关键 词 : 新 型聚 羧酸 系高 性 能减水 剂 ; 高 性 能混凝 土 ; 应用 ; 问题 及措 施 混凝 土 是建 筑 中重 要的 一种 建筑 材 料 , 其 应 用也 非 常 的广 泛 , 涉 及建 筑 , 水利. 铁路, 公 路 以及 电力 等很 多 的 领 域 。高 性 能混 凝 土不 同于 普 通 的混 凝
第六, 新 型 聚羧 酸 系 高性 能 减 水 剂的 成 分较 为 安 全 , 不 含 有 对人 体 或 环 境有 害 的成分 , 符合 现 代人们 的需求 。
方面使得混凝土的性能更好 , 但是对这种高性能的混凝土始终都没有一个统
一
的定 义和 标准 , 因为 各个 国家 都 根据 自身对 高性 能 混凝 土 的认 识 , 理解 , 实
四、 新型 聚羧酸 系减 水剂应 用 中的主 要 问题 及措 施
新 型聚羧 酸 系减 水剂 在新 型 混凝 土 中 的应用 虽 然有 很 大 的优 越性 , 可 是 也存 在 一些 问题 , 只有 很好 的处 理 了这 些 问题 , 才 能 更好 的发挥 新 型 聚 羧 酸 系高 性 能减水 剂 的性 能 。在 此拿其 适 应性 方 面举例 :
聚羧酸高性能减水剂应用中的问题及复配技术

聚羧酸高性能减水剂应用中的问题及复配技术导言建筑行业一直被视为污染环境的重点行业之一,近十几年来,中国建设规模愈来愈大,与此同时现代化大型工程都对混凝土的综合性能提出愈来愈高的要求。
因此,混凝土必须要往绿色、经济、高强、耐久等方向去发展。
所以说包括高效减水剂在内的混凝土外加剂在今后的工程中也将扮演着重要的角色。
减水剂的发展一般可以分为三个阶段:以木钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段和以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
由于前两代木质素磺酸盐系普通减水剂和萘系高效减水剂自身材料和性能的局限性,已经不能够满足现代化建设工程实际的要求。
而在20世纪90年代,所兴起的聚羧酸高效减水剂由于其良好的技术特性和环保优点,从而非常符合现代化混凝土工程的建设。
聚羧酸系减水剂有害物质含量低、掺量少但减水率高、保坍性能好,减小收缩且提高强度,这些优良的特性使其迅速占据了减水剂的市场,大幅度的应用到实际工程中去。
我国的三峡工程、北京电视中心、杭州湾跨海大桥等重大基础设施的混凝土工程中都使用了聚羧酸系减水剂,从其在这些工程中出不难看出,聚羧酸系减水剂在我国未来有很大的发展空间,未来聚羧酸系减水剂的应用趋势势必从过去的重大工程转向一般工程、普通工程中去。
聚羧酸减水剂的国内外研究现状1.国外研究现状率先研发推广应用聚羧酸减水剂的是日本。
早在1986年,日本触媒公司最先成功研发出具有一定比例的亲水性官能团的聚羧酸系高效减水剂,该减水剂以其高减水率和低坍损迅速引起了业内人士的关注。
随后逐渐应用在实际混凝土工程中。
在1995时,日本的聚羧酸系高效减水剂用量已经远远超过了萘系减水剂,大约占市场份额的80%。
日本将聚羧酸系高效减水剂命名为高效能AE减水剂,,且分别1995年和1997年先后纳进JISA6024国家标准和行业标准。
欧美[国家对聚羧酸高性能减水剂的研究起步都晚于日本,美国等国家更加偏向于研究使用聚羧酸高效减水剂以后新拌混凝土的减水性能、坍损情况、以及混凝土泌水等问题,但其整体的使用量是远远小于日本,大约仅占两成左右。
新型聚羧酸系高效减水剂的合成及应用性能

新型聚羧酸系高效减水剂的合成及应用性能周忠群;陈小平;申迎华;马玉刚【期刊名称】《混凝土》【年(卷),期】2011(000)005【摘要】采用多元共聚,通过分子优化设计引入羧基、磺酸基、羟基和聚氧乙烯基功能性基团,合成一种新型聚羧酸系高效减水剂.试验制备最佳的合成工艺为:单体的摩尔比n(MAA):n(MPEGMAA):n(SMAS)=1.00:1.05:0.75,反应温度为80℃,反应时间为3h,引发剂用量为总单体质量的7%,液体总浓度为25%,投料时间为1~2 h.应用结果表明:新型聚羧酸系减水剂在低掺量为0.45%,减水率可达到40%,具有高分散性和良好的保坍性,并且不含氯离子和甲醛,对环境友好.另外,对聚羧酸系减水剂进行红外光谱结构表征.【总页数】3页(P70-72)【作者】周忠群;陈小平;申迎华;马玉刚【作者单位】广东石油化工学院化工研究所,广东,茂名,525000;太原理工大学化学与化工学院,山西,太原,030024;广东石油化工学院化工研究所,广东,茂名,525000;太原理工大学化学与化工学院,山西,太原,030024;广东石油化工学院化工研究所,广东,茂名,525000【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.2【相关文献】1.新型聚羧酸系高效减水剂的合成及性能研究 [J], 张红柳;张福强;张志斌;韩恩山;周会青2.常温合成聚羧酸系减水剂的技术与应用性能 [J], 杜维上;孙振平;傅乐峰;邓最亮;邹其;王绍华3.新型聚羧酸系高效减水剂的合成实验研究 [J], 李宁;刘涛4.合成温度对聚羧酸系高效减水剂性能的影响 [J], 熊秋闵;郭秀娟;党葳;陈晓彬;关基灿;李广州;徐函5.聚羧酸系高效减水剂合成工艺的优化研究 [J], 戚龙娟;王立艳;李修固;盖广清因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
聚羧酸减水剂母液合成

聚羧酸减水剂母液合成
聚羧酸减水剂母液是一种高效的混凝土减水剂,可以显著提高混凝土的流动性和减少水泥用量。
其主要成分是聚羧酸及其衍生物,通常用于混凝土的施工中。
聚羧酸减水剂母液的合成主要包括以下步骤:
1. 选取适当的羧基单体和交联剂,通过聚合反应合成聚羧酸基聚合物。
2. 将聚羧酸基聚合物与适量的水进行混合,加入适量的碱性物质(如氢氧化钠),进行中和反应。
3. 将中和后的聚羧酸减水剂母液进行过滤、调节pH值和粘度等参数,最终得到合格的聚羧酸减水剂母液。
需要注意的是,在合成过程中需要控制反应条件,如温度、压力、反应时间、添加剂量等,以保证产品质量和性能。
同时,在使用聚羧酸减水剂母液时,也需要按照规定的用量和方法进行施工,以达到最佳效果。
新型聚羧酸系减水剂大分子的合成与性能研究

时加 人 . 甲基 丙 烯 酸 、 苯 二 酚 , 温 到 9 ℃加 人 对 升 O 使用 , 而随着混凝土向高强、 高性能方 向发展 , 对外 催化剂 , 搅拌 , 控制温度 , 保持 5 , h 得到聚乙二醇单 加剂 提 出 了更 高 的要 求 【 1 】 。减水 剂是 混 凝土外 加 剂 甲醚大单体 , 对大单体进行真空干燥 3 。 h 中的重要品种 , 在混凝土中的使用也最为广泛。 目 1 . 合成 反应 2
张 小博 ,刘海 萍
( 北京化工大学北方学院 ,河北 三河二 醇为主要原料 ,以甲苯为带水剂 、混酸为催化剂 ,对苯二酚为阻聚剂 ,通过 酯化反应合成 出甲基丙烯酸 聚乙二醇单酯 活性 大单体。确定 出最佳反应条件为 :原料醇 酸物质的量 比为 1 2 : ,催 化剂 的用 量为4 ( % 以聚 乙二醇 的质量计 ) ,阻聚剂对苯 二酚 的用 量为03 ( 甲基丙 烯酸 的质量计 ) .% 以 ,温度 为 9 ℃ ,反应时间为8 ,合成 出活性大单体 的酯化率可高达8 .%。产品经酯化率 的测 定和I结 构表征 ,证明是 目 5 h 6 4 R 标 产物。 关键词 : 甲基丙烯 酸 ; 乙二醇 ;甲基丙烯 酸聚乙二 醇酯 ; 聚 酯化反应
准确计量滴定到终点消耗的 N O a H的体积 , 得酯化
率。
J ( 2MV IO m)1N B= N - /O O 2l
当前 , 凝 土 科 学 的发 展 离不 开 化 学外 加 剂 的 混
前 占据市场的主要品种是传统的萘系减水剂 , 它虽
聚羧酸系高效减水剂的研究进展及工程应用

关键词 : 聚羧酸系高性能减水剂; 性能; 应用
Ap lc to a s a c Pr g e so l c r x lt up r l siie p ia in nd Re e r h o r s fPo y a bo y a e S e p a tcz r
ZHOU o g—q n ,CHEN a Zh n u Xio—p n , S i g’ HEN i —hu ,MA u—g n Yn g a Y a g
( ntueo hm cl n i e n , u ndn nvrt o e ohmi eh o g , u nd n am n 2 00 1Istt f e i g er g G a gogU i sy f t c e c T c nl y G a go gM o g55 0 ; i C aE n i e i P r l a o i 2 C l g f h ms ya dC e i l n neig T i a n e i f eh o g , h ni a u n0 0 2 ,C ia o eeo e ir n h m c g e r , a u nU i r t o cn l y S ax T i a 3 0 4 hn ) l C t aEi n y vs y T o y
摘 要 : 聚羧酸系高性能减水剂是一种新型、 绿色环保型高效减水剂, 它具有减水率高、 坍落度损失小、 高分散性等优点。文章
结合 了聚羧 酸高性能减水剂的国内外最新 的研究现状 , 概述 了聚羧酸系高性 能减水剂 的分类 、 单体选择和合成方法 , 并指 出了在国家 的高速铁路 、 海洋 、 三峡和南水北调等重大工程上 的应用及其广泛 的应用发展前景。
s u h—t ot o—n r ae ie in n t a d p l ain p o p c s o h w t rdv r o ,a d i h d wi e a p i t r s e t. t s c o
聚羧酸类高性能减水剂的合成及复配--

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。
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按照配方 比例称取聚合单体丙烯酸 、 马来酸酐和聚 7 , - 醇单烯丙基醚, 置于三 口烧瓶中, 用4 0 %的氢氧化钠溶液 中和至中性 ,加入链转移剂,在搅拌下开始升温至 8 0  ̄8 5  ̄ C ,滴加
泰
分散后
图 2 减水剂在 泥浆表面吸 附分散 示意 图
由于合成的聚羧酸系陶瓷减水剂是高分子聚合物, 其具有亲水性长链 , 当其吸附于陶瓷 泥浆颗粒表面后 , 减水剂分子 中的亲水性长链可以伸展于水溶液 中, 在所吸附的泥浆颗粒表 面形成有一定厚度的亲水立体层 , 当泥浆颗粒相互靠近到达一定距离时, 亲水立体层之间产
第3 期
王 斌 等 :新 型聚羧 酸系 高性 能陶 瓷减水 剂的合 成及 应用
第3 8卷 第 3期 2 0 1 3年 9月
广 州 化 学
Gu a ng z ho u Ch e mi s t r y
、 , 0 1 . 38 NO . 3 S e p t . 2 01 3
文章编号 :1 0 0 9 — 2 2 0 X( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 4 7 - 0 5
由于泥浆颗粒 间存在静电引力作用会形成絮凝结构, 使1 0 % ̄3 0 %的拌合水被包裹于陶瓷泥
浆颗 粒之 间 ,不 能参 与 自由流 动 ,失去润 滑 作用 ,影 响陶 瓷泥 浆 的流动 性 。加入 陶 瓷减 水剂 后 ,减水 剂分 子会 定 向吸 附于泥 浆颗 粒表 面 ,其 带有 的 阴离子 基 团会 使泥浆 颗 粒表 面形 成双
酸钠 、焦磷酸钠液等为主 ,以单一或复合形式加入。1 9 9 3年 以后,取而代之 的是第二代减
水 剂 ,包 括腐殖 酸 盐 一硅 酸盐 复合 物 、腐 殖酸 盐 一磷酸 盐 复合物 、磷 酸盐 一硅 酸盐 复合 物 、 天 然产 物 改性 类 高分 子 电解 质 等[ 1 ] 。新 型聚 羧 酸 系 减水 剂 的研 发直 到近 年才 逐渐 开展 ,大 部 分产 品的性 能还 不稳 定 ,适 应性 较 差 ,单从 减水 性来 说 ,与 国外产 品还 有较大 差 距 ,这也 是 导致 我 国 的陶 瓷生 产 能耗 偏 高 、节 能减 排压 力突 出的主 要 问题所 在 【 3 。 因此 ,科研 工 作 者有 必 要在 这 一领 域 投入 更 大 的精 力 ,为 我 国陶 瓷产业 的升级 做 出贡献 。 本研 究工 作针 对 陶瓷 企业 的技术 需求 , 采 用分 子设 计原 理 ,合成 了新 型聚 羧酸 系陶 瓷减 水剂 ( C A- 1 0 0 ) 。该 产 品 在企 业试 用 后 ,发 现 综合 性 能 与 国外 进 口产 品持 平 ,个 别性 能优
中图分 类号 :T Q1 7 4 . 4 7 文献标 识码 :A
陶瓷减 水 剂是 在 保持 泥浆 、 釉 浆流 变性 不 变 的条件 下 ,尽最 大可 能 降低 其含 水 率的 一种 陶 瓷添 加 剂 。它 的主要 功 能是 节 能降耗 、提 高产 品质量 、减 少坯 体破损 率 。高 效有机 减 水剂 还 兼有 增 强和 助磨 作用 。我 国的陶 瓷产 业很 大 ,陶瓷产 品的生 产历 史久 远 ,但 陶瓷助 剂 的总 体研 究水 平不 高 。1 9 9 3 年 以前 ,我 国 的陶 瓷减水 剂 以水 玻璃 、碳 酸钠 、三 聚磷 酸钠 、腐 殖
收稿 日期 :2 0 1 3 . 0 9 . 1 1 作者 简介 :王 斌 ( 1 9 7 0  ̄) ,男 ,研 究员 ,博士 ;主要从事 陶瓷系列精细化学 品开发研 究 。
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广 州 化 学
第3 8 卷
引发剂 引 发聚合 ,在 该条件 下 反应 2 . 5 ~3 h , 加 入链 终止 剂 终止 聚合 反应 ,停 止加 热 ,搅 拌
电层 , 令泥浆颗粒带上同种 电荷,使其产生静电排斥作用 , 促使泥浆颗粒相互分散, 从而使
得 泥浆 的絮凝 结 构解 体 ,释 放 出被包 裹 的水 分 ,有 效地 增加 了陶瓷泥 浆 的流 动性 ,达到 了在 较低 拌 合水 条件 下具 有 较好 流动 性 的减 水 目的。
子
国 帮
分散前
COOH COOH
.
引 发剂 ,链 转 移剂
升 温
.
+ c H 2 一 H H 一 H " -  ̄C H 2 - H
一 : 一 。
1 . 2 减 水 剂 的作用 原理
减水 剂 的作用 原 理如 图 2所示 。在 未加 陶瓷 减 水剂之 前 ,陶 瓷泥 浆加 水研 磨或 拌 合后 ,
成 了一种聚羧酸 系高性能陶瓷减水剂 ( C A - 1 0 0 ) 。 比较 了 C A - 1 0 0 、三聚磷酸钠 、水
玻璃三种减水剂 的应 用性能。结果表 明,C A - 1 0 0陶瓷减水剂 的解胶性能好 ,适应范
围广 。这种 新型 的陶瓷减水剂具 有优异的应用潜 力 。
关键词 :陶瓷减水剂 :丙烯酸 ;马来酸酐 ;聚 乙二醇单烯丙基醚
下 使 其 自然冷却 至 室温 ,得 到黄色 粘稠 液 体 , 即为陶 瓷减 水剂 产 品 。其 聚合 反应 过程 如 图 1 所示。
0 H H2 C ̄ CH- - COOH +
m
=
0\ 0
厶 + x H 2 c = c H _ C H 2 - - o c H 2 一 C H 2 - O  ̄ y - H
新型聚羧酸系高性能陶瓷减水剂的合成及应用
王 斌 , 刘伟 区 , 庞 浩 , 曾钦繁 , 张 儒
( 1 .中 国科学 院广州化学研 究所 ,广东 广州 5 1 0 6 5 0 ; 2 . 茂 名市生产力 促进 中心 ,广 东 茂名 5 2 5 0 0 0 )
摘
要 :选 用丙烯酸 、马来酸酐和聚 乙二醇 单烯 丙基醚为聚合单体 ,采用一步法合