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1、改性淀粉用作混凝土減水劑的研究進(jìn)展摘要：綜述了混凝土減水劑的發(fā)展?fàn)顩r和目前存在的問題，介紹了淀粉的結(jié)構(gòu)、改性淀粉如羧甲基淀粉、磺化淀粉和淀粉丁二酸單酯等的合成方法，以及改性淀粉用作混凝土減水劑的分散機(jī)理。關(guān)鍵詞：淀粉；改性淀粉；分散機(jī)理；混凝土；減水劑???從材料過程工程學(xué)角度來看，混凝土減水劑（WaterReducers）的廣泛應(yīng)用有利于節(jié)約資源、改善環(huán)境，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在不減少單位用水量的情況下，改善新拌混凝土的工作度，提高流動性；在保持一定工作度的情況下，減少用水量，提高混凝土的
2、強(qiáng)度；在保持一定強(qiáng)度的情況下，減少單位水泥用量，節(jié)約水泥；改善混凝土拌合物的可泵性以及混凝土的其它物理力學(xué)性能。不可否認(rèn)，減水劑的發(fā)展為混凝土工業(yè)的發(fā)展提供了更大的空間，但是隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)境保護(hù)的日益重視，人們對建筑材料的要求也越來越高，不再僅僅是追求使用性能的實(shí)現(xiàn)，而是更關(guān)心在功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)不危害環(huán)境和人身安全，因此人們更愿意采用“綠色”建筑材料。但是通過對幾種通用混凝土減水劑的分子結(jié)構(gòu)、合成路線等方面的分析，不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的減水劑品種很難滿足綠色、環(huán)保等要求。???淀粉是自然界產(chǎn)量僅次于
3、纖維素的多糖類天然高聚物，它以冷水不溶的微小顆粒（直徑為1pm～100pm或者更大）廣泛存在于高等植物的種子、塊莖、果實(shí)、根部甚至葉子中，目前全世界的年產(chǎn)量約為3600萬t〔1〕。由于淀粉原料來源廣泛，種類多，產(chǎn)量豐富，特別是在以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為主的我國，資源極為豐富，且十分廉價(jià)，因此，對淀粉的研究及其應(yīng)用開發(fā)具有重要的意義。???目前，淀粉除用于紡織、造紙、塑料等傳統(tǒng)行業(yè)外，還在食品化工、日用化工、醫(yī)藥、建筑、油田化學(xué)與生物化學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛利用。近年來，對淀粉改性制備水泥分散劑的研究已有一定進(jìn)展
4、。1混凝土減水劑發(fā)展概況及目前存在的問題20世紀(jì)50年代木質(zhì)素磺酸鈣的研制成功掀起了國內(nèi)混凝土減水劑研究的第一次高潮。到20世紀(jì)70年代，中國建筑材料科學(xué)研究院等單位開始研制萘系和三聚氰胺系高效減水劑。1975年萘系減水劑的誕生標(biāo)志著我國減水劑研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。從20世紀(jì)80年代至今，改性木質(zhì)素磺酸鹽和三聚氰胺減水劑都得到了很好的開發(fā)和應(yīng)用。目前，國內(nèi)減水劑的主要生產(chǎn)企業(yè)大多生產(chǎn)的是萘系產(chǎn)品，三聚氰胺系減水劑生產(chǎn)企業(yè)有二十多家，但都為1000～2000t／a的小規(guī)模生產(chǎn)。木質(zhì)素類減水劑生
5、產(chǎn)主要集中在東北，年產(chǎn)總計(jì)約8萬t。???雖然國內(nèi)萘系減水劑的使用量占減水劑使用總量的90％以上〔2〕，但由于萘系減水劑流動度損失較快，難以滿足工程上的施工要求，且原材料供應(yīng)不足，極大地限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。氨基磺酸系和聚羧酸系高效減水劑在我國的開發(fā)只是剛剛起步，并未進(jìn)入實(shí)用階段。因此，如何進(jìn)一步有效地利用地球上儲量巨大、可再生的淀粉資源，開拓淀粉在新技術(shù)、新材料、新能源、新領(lǐng)域中的充分利用，已經(jīng)成為眾多研究人員十分關(guān)注的問題。2淀粉的結(jié)構(gòu)???從不同來源得到的淀粉，最主要的不同點(diǎn)是其化學(xué)結(jié)構(gòu)的
6、差異。從化學(xué)上講，淀粉是一種高聚糖，主要由葡萄糖殘基的糖環(huán)通過a－D－（l→4）糖苷鍵連接而成，化學(xué)結(jié)構(gòu)為（C6H10O5）n，n為聚合度。雖然淀粉的微觀結(jié)構(gòu)至今還沒有完全闡明，但已確定淀粉不是一種均質(zhì)物質(zhì)，而是由兩種不同的聚合物—直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的。直鏈淀粉是一種線型聚合物（見圖1），它的葡萄糖殘基之間全部由a－D－（l→4）糖苷鍵連接，分子大小隨植物種類及提取淀粉時(shí)的加工條件而變化，一般為200～2000個(gè)葡萄糖殘基。支鏈淀粉的微觀結(jié)構(gòu)（見圖2）目前還沒有完全確定，在一般情況下，其分子
7、比直鏈淀粉大得多，分子量在百萬數(shù)量級。3改性淀粉???為了克服天然原淀粉的缺點(diǎn)，改善它的性能并擴(kuò)大它在工業(yè)中的應(yīng)用范圍，目前的研究重點(diǎn)紛紛轉(zhuǎn)移到淀粉的可轉(zhuǎn)化利用方面，其中最重要的一個(gè)方面就是淀粉的改性研究。從廣義上講，凡是改變天然原淀粉的化學(xué)、物理性能的任何產(chǎn)品都可認(rèn)為是改性過的。因此，利用物理、化學(xué)或酶法處理天然淀粉，增加淀粉的某些功能性或者引進(jìn)新的特性，使其更適合于一些應(yīng)用的要求，所得的產(chǎn)品就稱為改性淀粉。???對淀粉進(jìn)行改性的方法中，以化學(xué)法最為主要，用化學(xué)法改性加工制成的淀粉在應(yīng)用上也最
8、為廣泛。目前，在世界范圍內(nèi)，化學(xué)法生產(chǎn)改性淀粉的比例約為80％，物理改性的比例約為14％，其次為生物法。由于淀粉的葡萄糖殘基上有很多可反應(yīng)的羥基，所以通過對淀粉分子進(jìn)行較低程度的酯化、醚化、交聯(lián)、氧化以及其它羥基的反應(yīng)，就能夠極大地改善淀粉的物理化學(xué)性能，因而人們對淀粉的研究主要集中在化學(xué)方法上。下面將對用作減水劑的改性淀粉分別作一介紹。3．1酸解淀粉酸改性淀粉提供了許多新的物理方面的性能。如酸改性淀粉顆粒受熱后不是膨脹而是裂解，易被水分散，流度越高、越易分散于水中。而近年來關(guān)于酸改性淀粉的研究
