聚羧酸減水劑的合成工藝及性能研究模板

年4月19日聚羧酸減水劑的合成工藝及性能研究模板資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。一種新型聚醚類(lèi)聚羧酸減水劑的合成工藝及性能研究摘要:采用奧克公司的新型聚醚OXAB-608和丙烯酸為聚合單體,經(jīng)過(guò)水溶液自由基聚合合成了減水劑,研究了合成工藝對(duì)減水劑性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)聚醚與丙烯酸摩爾比為4.5,引發(fā)劑用量為聚合單體總質(zhì)量的0.5%,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為聚合單體用量的0.17%,反應(yīng)溫度為60℃時(shí),合成的聚羧酸減水劑在摻量為水泥質(zhì)量的2.0%時(shí),減水劑效果最好。關(guān)鍵詞:聚羧酸減水劑,丙烯酸,聚醚,自由基聚合SynthesisandPropertiesofnewpolyetherpolycarboxylatesuperplasticizerSungui-e,Fanlei,Fuyang,Zhouli-ming,Liuzhao-bin,Zhujian-min(LiaoningOxiranchem.GROUPCO.,LTD,LiaoningLiaoyang111003)Abstract:oxiranchemcorporation'snewpolyetherwithOXAB-608andacrylicacidasmonomerwassynthesizedbyaqueoussolutionradicalpolymerizationwater-reducingagenttostudythepropertiesofthesynthesisprocessonwater-reducingagentwereinvestigated.Theresultsshowedthat:Whentheetherwithacrylicacidmolarratioof4.5,triggeringagentisthetotalmassofmonomer0.5%,chaintransferagentis0.17%ofmonomeramount,thereactiontemperatureis60℃,thesynthesizedpoly-carboxylicacidwaterreducerforcementqualityintheash2.0%,thewaterreducerbestresults.

Keywords:polycarboxylatewaterreducer,acrylicacid,polyether,freeradicalpolymerization1、前言高效減水劑又稱(chēng)超塑化劑,它的兩種基本作用是使混凝土的水膠比降到最低和流動(dòng)性達(dá)到最大。進(jìn)入21世紀(jì),高效減水劑應(yīng)是性能更好、更能滿(mǎn)足實(shí)際需要的高性能減水劑,除具有高效減水、改進(jìn)混凝土孔結(jié)構(gòu)和密實(shí)程度等作用外,還能控制混凝土的塌落度損失,更好地解決混凝土的引氣、緩凝、泌水等問(wèn)題1李崇智,李永德,馮乃謙.聚羧酸減水劑的合成工藝研究1李崇智,李永德,馮乃謙.聚羧酸減水劑的合成工藝研究J.混凝土,(5)3-6.2李崇智,馮乃謙,李永德.一種新型聚梭酸系高性能減水劑的作用機(jī)理及其應(yīng)用J.化學(xué)建材,,30-33．(甲氧基)聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯類(lèi)減水劑分散性和保塌性較好,而且水泥適應(yīng)性強(qiáng),被廣泛應(yīng)用?？墒瞧浜铣晒に囆枰セ途酆蟽刹糠?生產(chǎn)周期長(zhǎng),且操作麻煩,成本高,正逐漸被醚類(lèi)聚羧酸減水劑所替代?，F(xiàn)在市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的醚類(lèi)減水劑性能最好的產(chǎn)品是,使用OXAB-501聚醚結(jié)構(gòu)類(lèi)型合成的減水劑產(chǎn)品,可是合成的減水劑產(chǎn)品的價(jià)格也較高,本文采用遼寧奧克化學(xué)股份有限公司的新型OXAB-608聚醚為原料,合成減水劑的應(yīng)用性能已達(dá)到或超過(guò)使用OXAB-501聚醚合成的減水劑產(chǎn)品的性能,且減水劑成本比使用OXAB-501聚醚合成的減水劑成本低,性?xún)r(jià)比更高。2、實(shí)驗(yàn)2.1原料及儀器本實(shí)驗(yàn)原料:OXAB-608聚醚(遼寧奧克化學(xué)股份公司生產(chǎn)),工業(yè)級(jí);丙烯酸,工業(yè)級(jí);引發(fā)劑A、B和鏈轉(zhuǎn)移劑C;氫氧化鈉,工業(yè)級(jí);去離子水;基準(zhǔn)水泥;標(biāo)準(zhǔn)砂。本實(shí)驗(yàn)設(shè)備:四口燒瓶,溫度計(jì),攪拌器,蠕動(dòng)泵,砂漿機(jī)。2.2聚合試驗(yàn)方法先將一定量的OXAB-608聚醚與蒸餾水加入到燒瓶中,攪拌升溫到指定溫度,首先加入A的水溶液,然后用蠕動(dòng)泵開(kāi)始分別滴加AA水溶液與B和C的水溶液,AA水溶液滴加3～3.5h,B和C的水溶液滴加3.5～4h,保溫老化1h,用30%的氫氧化鈉溶液中和至ph=6-7,即得減水劑。2.3凈漿評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)水泥砂漿流動(dòng)度測(cè)定方法,基準(zhǔn)水泥P.O.42.5,水灰比0.416,減水劑摻量0.2%(固體質(zhì)量與水泥質(zhì)量百分比,以下同)。具體配比如下表:表1考察砂漿流動(dòng)度材料配比水泥/g砂子/g水/g減水劑干劑量/g22567593.50.453、結(jié)果與討論根據(jù)文獻(xiàn)介紹及前期工作經(jīng)驗(yàn),我們以下面的工藝為基礎(chǔ)工藝,對(duì)各影響因素進(jìn)行考察。反應(yīng)溫度為60℃,酸醚比為4,引發(fā)劑用量為聚合單體的0.4%,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為聚合單體用量的0.17%。條件考察中對(duì)比標(biāo)樣為,市場(chǎng)上使用OXAB-501聚醚合成的性能優(yōu)異的減水劑樣品。3.1酸醚比對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響固定其它比例不變,改變聚醚和羧酸的摩爾比。聚醚和羧酸是減水劑的主要組成部分,共同接枝到減水劑主鏈上,聚醚起到空間位阻效應(yīng),延長(zhǎng)水泥粒子水化的時(shí)間,而羧酸起到吸附水泥粒子的作用,使減水劑包裹水泥粒子,從而延長(zhǎng)水化時(shí)間。圖1酸醚比對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響由圖1能夠看出,隨著酸醚比的增大,初始砂漿與1h砂漿都是先增大而后減小,當(dāng)酸醚比是4.5的時(shí)候,兩者值最大且要好于標(biāo)樣。分析認(rèn)為這是由于酸醚比較小時(shí),羧酸基團(tuán)在減水劑分子主鏈上的比例較小,吸附水泥粒子的效果很差,使減水劑不能及時(shí)地包裹水泥粒子,導(dǎo)致砂漿流動(dòng)度小,而當(dāng)酸醚比較大時(shí),聚醚基團(tuán)在主鏈上的比例較小,而不能很好地起到減水的作用(即防止水泥粒子水化),因此砂漿流動(dòng)度也較差,因此當(dāng)酸醚摩爾比為4.5時(shí),減水劑應(yīng)用性能最佳。3.2引發(fā)劑用量對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響固定酸醚摩爾比為4.5,改變引發(fā)劑用量。引發(fā)劑是減水劑合成中必不可少的因素,其用量大小關(guān)系著減水劑分子的分子量及主鏈的長(zhǎng)度,只有合適的主鏈長(zhǎng)度才能使減水劑充分發(fā)揮其作用。圖2引發(fā)劑用量對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響由圖2可知,初始與1h砂漿流動(dòng)度都隨著引發(fā)劑用量的增加呈拋物線的規(guī)律。當(dāng)引發(fā)劑用量為聚合單體的0.5%時(shí),效果最好。分析認(rèn)為引發(fā)劑用量太小,聚合單體的轉(zhuǎn)化率不高,造成減水劑性能差,當(dāng)引發(fā)劑用量過(guò)大時(shí),減水劑分子量較小,分子主鏈長(zhǎng)度較短,不能完全包裹水泥粒子,性能也不佳。3.3鏈轉(zhuǎn)移劑用量對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響固定酸醚摩爾比為4.5,引發(fā)劑用量為聚合單體的0.5%,改變鏈轉(zhuǎn)移劑用量。鏈轉(zhuǎn)移劑能夠調(diào)節(jié)減水劑分子量的大小,延長(zhǎng)自由基的壽命,對(duì)減水劑的合成有益。圖3鏈轉(zhuǎn)移劑用量對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響由圖3可知,當(dāng)鏈轉(zhuǎn)移劑用量為0.17%時(shí),砂漿流動(dòng)性最好。分析認(rèn)為鏈轉(zhuǎn)移劑用量太小,減水劑分子主鏈過(guò)長(zhǎng),不能很好地在水中伸展開(kāi),就不能有效地吸附水泥粒子,砂漿流動(dòng)性差,用量太大,主鏈長(zhǎng)度太小,不能完全包裹水泥粒子,砂漿流動(dòng)性也不好。3.4反應(yīng)溫度對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響固定酸醚摩爾比為4.5,引發(fā)劑用量為聚合單體的0.5%,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為0.17%,改變反應(yīng)溫度。反應(yīng)溫度對(duì)自由基的生成速率有影響,從而對(duì)聚合也產(chǎn)生影響。圖4反應(yīng)溫度對(duì)減水劑應(yīng)用性能的影響由圖4可知,當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃時(shí)砂漿效果最好。分析認(rèn)為溫度較低時(shí),反應(yīng)速率較慢,造成聚合單體的轉(zhuǎn)化率較低,砂漿流動(dòng)性差,溫度過(guò)高時(shí),聚合速率太快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的自由基很多,自由基濃度很大,減水劑主鏈長(zhǎng)度較小,砂漿流動(dòng)性也不佳。3.5不同減水劑的性能對(duì)比固定酸醚摩爾比為4.5,引發(fā)劑用量為聚合單體的0.5%,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為0.17%,聚合溫度60℃,在此條件下合成的減水劑OXAB-608減水劑,在同一條件下與其它類(lèi)型的減水劑做砂漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)。圖5不同類(lèi)型減水劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)所選取的對(duì)比減水劑均為市場(chǎng)上反應(yīng)性能比較優(yōu)異的減水劑樣品。從圖5數(shù)據(jù)能夠看出,OXAB-608減水劑的性能要好于其它類(lèi)型的減水劑產(chǎn)品的性能,具有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。4、結(jié)論(1)奧克公司的OXAB-608聚醚合成的減水劑最佳工藝為:酸醚摩爾比為4.5,引發(fā)劑用量為聚合