石膏产品用新型高性能聚羧酸减水剂的制备与性能研究

采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)作为减水剂合成大单体,通过引发剂进行聚合反应合成石膏基材用新型高性能聚羧酸减水剂母液,将合成的减水剂母液通过离心喷雾干燥技术制备成粉末(PC-GY)。设计正交试验研究了链转移剂用量、酸醚摩尔比、还原剂摩尔比、引发剂用量对石膏净浆流动度的影响,并确定了最优配合比。通过单因素变量试验研究了不同种类聚醚单体、中和固碱量对减水剂减水性能的影响,并通过红外光谱(IR)分析了聚羧酸分子结构。结果表明:合成的PC-GY性能较优,在不同种类石膏中均表现出良好的适应性,并成功应用于石膏基自流平砂浆。

异丁烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚物结构形成过程

为了研究聚羧酸减水剂(PCE)在共聚合过程中分子结构的形成过程、各时间段内生成聚合物的酸醚比偏离设计酸醚比的规律与范围,以及不同引发体系对聚羧酸减水剂分子结构形成过程的影响,以异丁烯基聚乙二醇醚(MAPEG)与丙烯酸(AA)作为共聚单体,采用过硫酸铵(APS)和过氧化氢-抗坏血酸(H2O2-Vc)两种引发体系,按照双滴加工艺合成了聚羧酸减水剂。采用凝胶渗透色谱(GPC)和高效液相色谱(HPLC)测定反应体系中不同时间段内各单体和聚合物的含量,得到不同反应阶段生成聚合物的分子量及分散度、均方回转半径和单体组成(酸醚比)等参数,分析总结了APS和H2O2-Vc引发体系下PCE共聚合反应过程中聚合物形成过程的特点。研究发现,在过硫酸铵引发体系下,90 min时形成主链较长的聚合物,在过氧化氢-抗坏血酸引发体系下,60 min时形成主链较短的聚合物。并且在两种引发体系下,各时间段内生成聚合物的酸醚比都偏离初始设计值,反应初期(0~120 min)生成聚合物的酸醚比小于设计值,反应中期(120~240 min)生成聚合物的酸醚比高于设计值,在单体滴加结束时达到最大值,最大偏离值超过设计酸醚比的160%以上,反应后期(240~330 min)生成聚合物的酸醚比取决于引发体系和工艺控制。

减水保坍复合型聚羧酸减水剂的研制

基于聚羧酸型减水剂(PC)分子结构的可设计性,选用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG,相对分子质量为2000),异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG,相对分子质量为2400),异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG,相对分子质量为2700)等三种不同类型聚醚产品作为合成单体,与丙烯酸(AA)在不同酸醚物质的量比的条件下分别合成一系列PC,并从三种聚醚单体合成的PC中各选一种分散减水效果最好的,再分别引入2-羟基丙烯酸乙酯(HEA)单体,替代部分丙烯酸进一步聚合以改善PC的保坍能力。最后,通过砂浆和混凝土拌合物试验,对合成产品的性能进行验证。结果表明:不同类型聚醚,都存在一个最佳的酸醚物质的量比以达到其所合成PC的最大减水率,此外还有一个最佳的HEA替代AA比例以实现合成PC减水保坍的协调统一。