聚羧酸分子结构

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1、聚竣酸高效减水剂的分子设计与合成及性能摘要：依据减水剂的作川机理，用口制单体设计、合成-•种新型聚竣酸盐减水剂，得出其最佳合成配方及工艺为：m（马來酸fif）：m（丙烯酸聚乙二醇单酯）：m（丙烯基磺酸钠）=1：3：2.4；选用1%的k2s208为引发剂、反应温度85°C、反应时间6ho试制产晶性能测试结果表明：该聚竣酸减水剂具有优良的分散能力、和易性好，其最佳掺量为0.3%,能显苦减小水泥净浆的流动度经时损失。经红外光谱分析表明，合成产物的分子结构与设计的分子结构基本一致。优质的高效减水剂能降低

2、混凝土的水灰比，减小混凝土的塌落度损失，捉鬲和易性、赋予混凝土高密实度和优异施工性能。在众多系列减水剂屮，聚竣酸类减水剂适应范围广，具冇高减水性、低塌落度损失、低掺量、坏保等优点。依据H前对减水剂的认识和理解，减水剂是通过表面活性作用、络合作用、静电排斥力和立体排斥力等來阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构。高性能减水剂的理想结构应该是高分子的聚合物，线性、多支链、疏水基团和亲水基团相间，疏水基链轻且短，亲水基链重且长。在水泥浆体中犹如梳『，疏水基牢牢地钉在水泥颗粒表面，封闭包裹住水泥粒子，而亲水基团伸

3、向水溶液，既有产生静电排斥力的基团，又冇产生立体排斥力的基团。1聚竣酸盐减水剂分子结构设计用丙烯酸聚乙二醉单陆（pa）、马來酸酹（m）、丙烯基磺酸钠（sas）3种单体共聚合成聚竣酸盐减水剂。聚合物的分子结构如卜：一一CH-CH2CH2-CHCH-CHIIIICOO-(CjHZHnHCHXCCPASASM1产生立体排斥力产主静电排斥力使用高效减水剂，不仅耍求能提高新拌混凝土的和易性及减水性•同时耍提高耐冻性和较小的塌落度损失，所以，减水剂分子量要适当.相对分子质量应该控制在1000・5000o2实

4、验2.1实验材料聚乙二醇、对苯二酚，ar.上海化学试剂公司；十二烷基苯磺酸、无水亚硫酸钠、氯丙烯，ar.西安三浦精细化工厂；丙烯酸、马來酸ST,ar.上海天原化工厂：水泥，32.5级普通硅酸盐水泥，秦岭水泥厂。2.2合成方法2.2.］丙烯酸聚乙二醇单酯(pa)的制备在三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯碱酸、对苯二酚。110~120°C时开始加人丙烯酸，滴加完毕后，于120°C恒温2.5h。将反应液减压蒸出副产物水，在此温度下反应2h,脱出水分的速度明显减慢；130°C恒温，至真空反应得出水

5、的量与理论值接近时为反应终点；在真空条件下降温至40°C以下，岀料得成品。2.2.2丙烯基磺酸钠(sas)的制备在三口瓶中加人一定量的蒸憎水、无水亚硫酸钠，加热搅拌使其溶解，在45°C时开始加人氯丙烯，滴加完毕后，升温至47°C反应3h；将反应物减压，在40°C时蒸干，然后加入无水乙醇洗涤，趁热抽滤；将滤液减压，在40°C时蒸至近干，倒出置于烧杯中结品。2.2.3马來酸酹(m)一pa—sas共聚物的合成在三口瓶屮加入蒸饴水、马來酸酹，加热搅拌使其溶解，当温度达到6CTC时开始加人pa和sas溶液

6、,同时加人过硫酸盐。滴加完后升温至85°C反应3〜5h,出料即为目标减水剂。2.3性能测试方法2.3.1水泥和易性在100g基准水泥中掺人0.3%（质量比，下同）的减水剂，同时加入29g水观察和易性。然后将水的加量地加至35g,观祭和易性，冉将减水剂的掺量增至0.5%,观祭和易性及流动性。2.3.2水泥净浆流动度按照gb8077-87对不同单体配比及不同引发剂用量所得的减水剂进行水泥净浆流动度测试。在100g水泥中加人0.3%减水剂，同时加人29g水，依次选取3个不同位置测量水泥净浆铺展直径，求

7、平均值即为水泥净浆流动度。然后将水的加人量增至35g,减水剂增至（）.5%,再次测试流动度。2.4红外光谱分析取合成的减水剂试样，经过无水乙醇反复洗涤，干燥，漠化钾压片，采用徳国布鲁克公司的vector-22型傅立叶红外光谱仪进行结构分析，并与设计结构相比较。3结果与讨论3.1影响合成pa单体的因素2.1.1酸醇比对pa酯化率的影响内烯酸与聚乙二醇的用量比是影响酯化反应的主要因素。图1是pa酯化率随内烯酸与聚乙二醇的比（物质的量比，酸醇比）的变化曲线。从图1可看出，酸醇比为1.2：I.0时，pa

8、酯化率最大。92「88-M8O7672'=0.8:11.0:11.2:11,4:1酸醇比图1酸醇比对PA酯化率的影响阻聚剂川量对酯化率的影响±1丁•丙烯酸为不饱和酸，在反应过程中丙烯酸单体之间及丙烯酸单体与丙烯酸聚乙二醉单陆Z间易发生热聚合，所以需加阻聚剂。如图2所示，随着阻聚剂加入量的増加，生成pa的酣化率先提高厉降低，故确定阻聚剂的最佳加人量为反应单体总质量的0.6%。图2阻聚剂用量对PA酯化率的影响催化剂用量对图3是用十二烷基苯碱酸作催化剂时，其用量对pa酯化率的影响。由图3可知，催化剂加