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醚类聚羧酸高性能减水剂的制备

闫瑞晶  
【摘要】:聚羧酸高性能减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性好的优点,广泛应用于铁路、桥梁、水利工程中。醚类聚羧酸减水剂作为新型的减水剂,现有的文献较少,本论文致力于醚类聚羧酸高性能减水剂的制备及性能研究,一步合成,工艺简单,产物纯度高,生产成本低。本论文的研究内容及获得的主要成果如下: (1)制定实验研究的技术路线。通过查阅大量文献和理论分析,初步确定聚合反应的工艺条件,进而分别研究不同分子量的烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)的最佳聚合工艺,并将不同分子量的APEG按一定比例混合作为醚类大单体,结果表明不同分子量的APEG混合可以改善聚合活性较差的单体的分散性能。 (2)在最佳聚合工艺条件下,APEG700型醚类聚羧酸减水剂A-A初始净浆流动度高达271.00mm,经时损失为5.50mm,减水率为25%,3d、7d、28d的抗压强度分别为16.93MPa、17.06MPa、24.49MPa;APEG1200型醚类聚羧酸减水剂B-B初始净浆流动度高达266.50mm,经时损失为10.50mm,减水率为31%,3d、7d、28d的抗压强度分别为15.47MPa、17.90MPa、25.24MPa;APEG2400型醚类聚羧酸减水剂C-C初始净浆流动度高达264.00mm,经时损失为7.50mm,减水率为32%,3d、7d、28d的抗压强度分别为21.39MPa、23.86MPa、33.12MPa。实验结果表明APEG型醚类减水剂减水率高,抗压强度大,分散性和分散稳定性好。 (3)APEG2400的改性研究和新型大单体的制备。首先通过APEG2400与邻苯二甲酸酐发生酯化引入羧基和酯基,然后再与AA、AMPS聚合,产物的初始净浆流动度不高,且经时损失大。本论文采用目前研究较少的OP-10作为酯化原料,先与MAA酯化生成OP-MAA大单体,然后再与MAA、AMPS聚合,产物水溶性差,分散性能不好。 (4)研究改性聚醚TPEG2400对不饱和单体的选择性,进而通过单因素实验确定最佳聚合工艺,引入第四单体丙烯酸甲酯,研究产物的分散性和分散保持性。最佳工艺条件下合成的聚醚类超塑化剂在掺量0.25%时,初始净浆流动度高达281.00mm,经时净浆流动度为277.00mm,具有优良的分散性和分散保持性。减水率高达33%,3d、7d、28d的抗压强度分别为13.02MPa、25.14MPa、33.51MPa。 (5)采用红外、紫外、扫描电镜等现代分析仪器对高分子聚合物的分子结构及水化过程表征,并测定其砂浆性能。研究了掺量、pH、放置时间对减水剂性能的影响,此外还从放大效应、实验重复性方面探讨了醚类超塑化剂的实际应用性。研究表明本论文制备的聚醚型减水剂性能优异,减水率高,分散性好,抗压强度大,久置能提高净浆流动度,适合工业化大规模生产。


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