端羧基液体丁腈橡胶改性双组分室温固化环氧结构胶的制备与性能

将端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)与环氧树脂(EP)预聚,采用红外光谱、黏度计、万能电子材料试验机及扫描电镜(SEM)研究了CTBN含量对EP/聚酰胺/聚醚胺室温固化环氧结构胶的性能影响。结果表明,CTBN用量从0phr增加至20phr时,胶体拉伸强度从45MPa降低至29MPa,降低了35.56%;压缩强度从98MPa降低至60.2MPa,降低了38.6%;当CTBN加到10 phr时,极大地提升了粘接强度,钢-钢剪切强度从4.1MPa上升到16.7MPa,增加了3.07倍;结构胶加热至400℃时,EP质量损失达73.7%,而CTBN改性EP的质量损失为59.4%。SEM结果表明,CTBN在胶体固化过程中析出橡胶相,还有一定的空穴出现,橡胶粒子通过空化以及界面脱粘释放其弹性能,使材料的韧性得以提高。

聚羧酸系超塑化剂与水泥单矿的界面作用及对单矿水化的影响

聚羧酸系超塑化剂(PC)与水泥颗粒间的相互作用是开发新型PC的理论前提,而水泥组成的复杂性使PC与水泥单矿间的作用研究成为热点。本文综述了PC在单矿上的吸附特性及其吸附对单矿zeta电位与水化的影响。PC在单矿上存在不均匀吸附;在铝酸三钙上的插层作用与其分子结构具有内在联系;单矿的zeta电位值与溶液组成息息相关;最后介绍了PC对单矿水化行为及水化产物影响。

KH560改性双组分室温固化环氧结构胶的制备与性能

将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)与环氧树脂(EP)预反应,采用黏度计、万能电子材料试验机、红外光谱、差示扫描量热仪,考查了KH560含量对EP/改性聚酰胺室温固化环氧结构胶性能的影响。结果表明,KH560含量从0增加至9质量份(每100份EP中加入量)时,胶体拉伸强度从51 MPa降低至36.5 MPa;压缩强度从79.7 MPa降低至53 MPa;粘接强度从8.7 MPa增至11.7 MPa。同时,固化物的热稳定性也有一定程度提高,未改性及9份KH560改性的EP固化物50%热失重的温度分别为382.1℃与403.6℃。

苯酚类衍生物对氨基磺酸盐系减水剂分散性能的影响

苯酚用量是影响氨基磺酸盐系减水剂（ASP）分散及分散保持性能的关键因素。使用不同苯酚类衍生物替代苯酚以改性ASP，结果表明：间苯二酚少量替代苯酚时对体系分散不利。当替代70％-100％的苯酚时，体系黏度增大，改性ASP具有更优的分散性能；对羟基二苯醚与双酚A替代40％的苯酚时，即可有效地提高产物的分散性能。

曼尼希改性二乙烯三胺环氧建筑胶固化剂的制备

选用苯酚(P)、甲醛(F)对二乙烯三胺(DETA)进行曼尼希反应改性,研究了产物黏度、胺值与原料配比的关系。将改性的固化剂与环氧树脂E51进行配胶浇注,研究了胶体的力学性能与潮湿环境下的粘接性能。结果表明,P、DETA与F物质的量比[n(P)∶n(DETA)∶n(F)]=1.5∶1.5∶1.5的产物综合性能最佳。该固化剂黏度适宜(654.2mPas),与E51配胶浇注后,拉伸强度为40MPa,压缩强度达80MPa,潮湿环境下的钢—钢剪切强度为9.2MPa,与混凝土的粘接拉伸强度达4.7MPa,为混凝土内聚破坏。

高性能减缩材料的开发与性能

以不饱和聚醚大单体PMT与丙烯酸(AA)进行水溶液自由基共聚,合成了高性能减缩材料(CSRA)。考察了聚合单体分子结构、反应配比、吸附行为及相对分子质量大小等条件对高性能减缩材料减缩性能的影响。当采用相对分子质量为1000的PMT与AA以摩尔比1∶1反应,聚合浓度为35%,重均相对分子质量为25000左右时,所制备的高性能减缩材料不但具有优异的减缩性能,且具有较好的分散能力,掺量为1.5%时,混凝土28d减缩率为40%,减水率为29%,实现了减缩与减水性能的统一。

梳状聚羧酸系减水剂在水泥矿物上的吸附特性

研究了2种具有相同侧链长度、但桥接基团不同的梳状共聚物(PC)在硅酸盐相、铝酸三钙(C3A)/石膏体系、水化产物钙矾石(AFt)和水化铝酸钙上的吸附特性,以系统认识不同分子结构的共聚物在单矿上的吸附分布.结果表明:PC在同种单矿上的吸附特性相似,主要吸附在铝酸盐相及其水化产物上;PC在较低掺量下与硅酸盐相达到吸附平衡,且饱和吸附量较小;在C3A体系中,PC的吸附量与其掺量线性相关,在掺量区间内(0～8mg/g)无吸附饱和点.

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。

超长侧链梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体早期性能的影响

选用2种不同类型的超长聚醚侧链来合成梳形聚羧酸共聚物,并作为水泥体系的分散剂。通过水泥浆体分散、水化行为和强度发展的试验结果表明,超长侧链梳形聚羧酸共聚物比普通梳形聚羧酸共聚物具有更显著加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。对比2种类型的超长侧链聚羧酸,酯型超长侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-COO)具有更好的早强效果,而醚型超长聚醚侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-O)具有更好的分散作用。

氨基磺酸系减水剂ASP的吸附分散特性研究

合成了不同苯酚(P)/对氨基苯磺酸钠(SS)摩尔比(n(P)/n(SS))的系列氨基磺酸盐高效减水剂(ASP),并研究了其吸附特性与分散及分散保持性能之间的关系.结果表明:n(P)/n(SS)越大,ASP在水泥颗粒上的吸附速率越快,分散及分散保持性能出现先增强后减弱的现象.n(P)/n(SS)相同的样品,其分散能力与吸附量线性正相关.分散保持性能受其他作用影响,与溶液中ASP的浓度非线性相关.

聚羧酸系超塑化剂分子结构对C_3S水化行为的影响

采用等温量热仪、热分析、扫描电镜等测试手段,研究了3种聚羧酸系超塑化剂(PCs)对硅酸三钙(C3S)水化行为的影响;采用总有机碳测定了不同分子结构的PCs在C3S颗粒上的吸附动力学。结果表明:PCs的掺入大大增加了C3S的诱导期;减缓了C3S的早期水化,但对水化后期发展有利,其中主链为马来酸酐的PC1对C3S水化3d的减缓作用最强;共聚物大部分残留在孔隙液中,其所含的羧酸根含量与对C3S的减缓作用呈线性关系;对C3S诱导期的增加可能是改变了氢氧化钙的临界饱和度。

高性能双组分环氧树脂建筑结构胶的研制

以E-51环氧树脂为主体,自制改性聚酰胺380T与二乙烯三胺共混作为固化剂,研究了380T与二乙烯三胺的配比、固化剂用量、填料种类及用量,确定了最佳配方及固化条件。当mE51/m380T/m二乙烯三胺/m石英砂=100/26/4/(200～300)时,结构胶常温固化7d的拉伸强度和剪切强度可分别达到52MPa和19.2MPa,是一种力学性能优、粘接力强、韧性好、触变性及湿润性优的高性能双组分环氧树脂建筑结构胶。

长侧链两性聚羧酸系减水剂对水泥早期水化的影响

考察了不同阳离子含量的长侧链两性聚羧酸系减水剂(APCs)对水泥早期水化的影响。结果表明,相较于纯阴离子型的普通聚羧酸系减水剂PCs,含阳离子的APCs能够加速水泥的水化,促进早期水化产物生成,从而提高水泥早期强度。当共聚物中阳离子的含量为10%时(APC-10),水泥浆体最快进入水化加速反应阶段。热重与扫描电镜的结果也证实,在相同的龄期内,掺APC-10的样品中生成更多的羟钙石和簇状水化产物。但随着阳离子含量的进一步增加,长侧链两性聚羧酸减水剂对水化的促进作用减弱甚至消失,试件的早期强度反而有所降低。

含蔗糖侧链对聚羧酸减水剂抗泥性能的影响

以马来酸酐与蔗糖酯化反应制得马来酸酐-蔗糖酯单体,并进一步与马来酸酐及异戊烯基聚氧乙烯醚水溶液自由基共聚合成侧链含蔗糖基团的减水剂。系统考察了马来酸酐、马来酸酐-蔗糖单体及异戊烯基聚氧乙烯醚三者比例对减水剂分散性能及抗蒙脱土性能的影响。结果表明:由于侧链引入了空间位阻较大的蔗糖结构,难以与蒙脱土形成插层吸附,使其更易吸附于水泥颗粒表面,从而对蒙脱土的忍耐性显著提高;混凝土试验显示,合成减水剂大大改善了混凝土的黏土忍耐性,同时对混凝土的后期抗压强度略有提升。

超长侧链型聚羧酸梳形共聚物对水泥早期水化的影响

选用了一组超长侧链型聚羧酸梳形共聚物作为水泥体系的分散剂,通过水化热测定、强度试验和扫描电镜等表征手段,研究了超长侧链型聚羧酸梳形共聚物分散剂对水泥早期水化的影响。研究发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物比普通聚羧酸梳形共聚物具有加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。扫描电镜得到的形貌结果发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物的掺入改变了水化产物的形貌,并且侧链越长,呈絮状的C—S—H凝胶和呈针状的钙矾石晶体明显增加。这说明超长侧链型聚羧酸加速了C—S—H凝胶和钙矾石晶体的形成,促进了水泥混凝土体系早期强度的形成。

短侧链磷酸基减水剂的合成与性能评价

以Mw=650的聚乙二醇单甲醚(MPEG)作为主链,以磷酸作为末端吸附基团,合成了低分子磷酸基减水剂。通过红外光谱和凝胶渗透色谱分析分别确定其分子结构和分子质量,并对该减水剂的分散性、黏土敏感性、吸附性能、水泥水化热及混凝土应用性能进行了测试。结果表明,与聚羧酸减水剂相比,该短侧链磷酸基减水剂的掺量及黏土敏感性低,分散保持性好,且具有一定的延缓水泥水化的效果。该减水剂可与聚羧酸减水剂复配使用来提高其应用性能。

聚羧酸系超塑化剂对铝酸三钙-石膏水化行为的影响

通过水化热、热分析等手段研究了两种具有相同侧链长度,但桥接基团不同(酯基、醚键)的聚羧酸系超塑化剂(PCs)对铝酸三钙(C3A)-石膏水化行为的影响。结果表明:当石膏与C3A的摩尔比为0.3时,PCs的加入能促进硫酸根的消耗,加快C3A的溶解,有利于单硫型硫铝酸盐(AFm)的沉淀,但对水榴石(C3AH6)的生长具有抑制作用。PCs的化学结构与其吸附能力息息相关,侧链桥接基团为酯基时,PCs在C3A-石膏体系中的吸附量较大,对C3AH6的生长抑制作用更强。由于PCs与硫酸根离子在C3A颗粒表面发生竞争吸附,PCs部分占据颗粒表面的溶解点,进而释放出额外的自由硫酸根离子,这是PCs促进硫酸根消耗并加速AFm相形成的原因。

硫脲改性聚醚胺环氧固化剂的性能研究

采用硫脲改性3种不同分子质量的聚醚胺制备环氧固化剂,通过红外光谱、固化剂的粘度和胺值、固化干燥时间、固化物力学性能测试等研究了反应温度对产物结构,聚醚胺分子质量对固化剂性能、固化剂用量和固化时间对体系性能的影响。结果表明,改性反应温度应不高于130℃,较高分子质量的D2000不适于硫脲改性,低分子质量的聚醚胺硫脲改性固化剂在-10℃下16~18 h即可达到实干。以聚醚胺D230和D400改性的固化剂具有良好的低温固化性能和力学性能,在-10℃下固化7 d后的压缩强度分别为70 MPa和64 MPa,拉伸强度分别为46 MPa和45 MPa,剪切强度分别为14 MPa和13 MPa。

水泥细度对聚羧酸减水剂适应性的影响

本文以净浆流动度和吸附性能为指标,研究了两种不同分子结构的聚羧酸减水剂(PCE)对矿物组成完全相同,但细度和比表面积不同的水泥的适应性。结果表明,随着水泥细度增加,PCE的掺量显著增加,在饱和掺量时的流动度损失逐渐减缓。不同分子结构的PCE表现出一定的性能差异,低分子量、高酸醚比的PCE分散能力更强,流动性保持能力较好,而高分子量、低酸醚比的PCE则具有更优的饱和掺量流动度,流动性保持能力偏弱。