酰胺型聚羧酸系減水劑探究進展

酰胺型聚羧酸系減水劑探究進展

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1、酰胺型聚竣酸系減水劑探究進展【摘要】本文首先分析了酰胺型聚竣酸系減水劑的高性能化機理,梳理了酰胺聚竣酸系減水劑的研究概況,提出了酰胺型聚竣酸系減水劑的主要方向:系統(tǒng)分析酰胺基團在不同化學環(huán)境下的作用機理、氨基改性聚瞇大單體制備技術的研究、酰胺型聚竣酸系減水劑功能母液與普通聚竣酸減水劑復配使用及其在預制混凝土構件的應用研究?!娟P鍵詞】酰胺型;機理;早強;保坍;氨基改性聚瞇大單體;應用研究近幾年,聚竣酸系減水劑(PC)的研究和應用得到不同尋常的快速發(fā)展,特別是在預拌混凝土行業(yè),已逐漸成為主流的減水劑品種,使用量不斷增大。學者們一方面不斷完善對現(xiàn)有聚竣酸系減水劑的應用技術系統(tǒng)研究,以滿

2、足其快速發(fā)展的需求;另一方面不斷尋找新的單體新的工藝,以制備更好性能的減水劑品種。酰胺型聚竣酸高性能減水劑是繼聚酯型和聚瞇型之后發(fā)展起來的新型高性能聚竣酸減水劑。其主鏈或側鏈通過酰胺基團相連接,以分子中的酰胺基團為聚竣酸高性能化的基礎,具有良好的綜合性能。1.酰胺型聚竣酸系減水劑高性能化機理聚竣酸系減水劑主鏈或側鏈上的酰胺基團可以提高減水劑的綜合性能,對其高性能化的機理,研究者說法不一,主要觀點有:1)酰胺基、胺基與竣基形成兩性結構,利于聚竣酯分子在無機顆粒上的吸附,提高聚竣酸減水劑的適應性。2)調(diào)節(jié)HLB值,提高減水劑的分散性能。3)引入大量氫鍵,提高體系的穩(wěn)定性。4)酰胺基在

3、堿性條件下易水解,釋放含竣基的水解產(chǎn)物,促進減水劑緩凝、保坍作用。5)胺基可以加速硅酸三鈣的溶解和水化產(chǎn)物的晶體析出,提高早期強度,并保持良好的強度發(fā)展。1.酰胺型聚竣酸系減水劑的研究概況目前,引入酰胺基團,主要包括以下幾種類型:2.1側鏈型目前研究者多通過端胺基聚瞇與不飽和竣酸酰胺化或者端胺基聚瞇與小分子不飽和竣酸酰胺化后再與其他共聚單體聚合得到此類減水劑,主要有酰胺/聚酰亞胺型、酰胺多胺型、超支化型等。美國的Grace公司首先通過在丙烯酸/甲基丙烯酸和/或含甲氧基的聚酯的共聚物上嫁接EO/PO鹵氮化合物來合成酰胺/聚酰亞胺型PCo國內(nèi)專利201110450307.8采用先合成

4、含竣基的聚合物主鏈,再與端氨基聚瞇、聚乙二醇單烷基瞇通過酰胺化和酯化反應進行接枝引入支鏈的方法制得具有比普通聚竣酸減水劑更高減不率的產(chǎn)品。酰胺多胺型聚竣酸減水劑由于其低摻量,良好的分散保持能力以及可以在低水/灰比下適用等特殊性能,是目前非常高端的減水劑,因而受到業(yè)界的廣泛關注。據(jù)文獻報導,目前只有瑞士的Sika公司以及日本的東邦化學工業(yè)株式會社對這種減水劑進行了研究。北京工業(yè)大學趙?(2009)以二乙撐三胺,已二酸為主要原料通兩次酰胺化反應制得酰胺多胺結構,再與其他單體自由基聚合制備了酰胺多胺型聚竣酸系減水劑并研究其性能。超支化酰胺型聚竣酸是通過酰胺化反應在具有端竣基的聚竣酸主鏈

5、上接枝超支化聚酰胺-胺制得。徐小韋制備了一種超支化型聚竣酸減水劑,該結構單位分子內(nèi)含有更多的活潑基團(竣基和胺基),能與水泥顆粒形成更大的接觸面積,使減水劑分子和水泥顆粒間的結合更加的牢固,超支化的球形結構能夠增加減水劑的空間位阻,能提高對水泥顆粒的分散穩(wěn)定性,改善聚竣酸減水劑在應用中普遍存在的水泥適應性不好和分散體系不穩(wěn)定等缺點。以上研究中,酰胺型聚竣酸減水劑多通過兩步或者多步反應工藝制得,聚合工藝較復雜,成本高,難以工業(yè)化生產(chǎn),多數(shù)研究都處于實驗室階段。業(yè)界為簡化酰胺型聚竣酸減水劑的合成工藝,還研究了一步酰胺化反應的制備工藝,主要單體為聚(甲基)丙烯酸和端氨基聚瞇。孫振平等用

6、聚瞇胺(PN-220)和聚丙烯酸(PAA)為共聚單體,直接聚合制得一種保坍性能優(yōu)異的聚竣酸系減水劑;專利201110089727.8報道用一步酰胺化反應合成聚竣酸高性能減水劑顯著地提高了提高流動性保持能力和水泥適應性,并且可以在較低的水灰比和較低摻量下獲得良好的流動性。2.2主鏈型此類減水劑以丙烯酰胺或、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)替代部分丙烯酸類單體進行自由基聚合,在主鏈中引入酰胺基團,形成竣基、酰胺基、磺酸基的主鏈體系,表現(xiàn)出早強、良好的坍落度保持等性能。廖聲金等合成了一種具有緩凝性的竣酸,并研究了丙烯酰胺對混凝土凝結時間、流動性保持、抗壓強度的的影響。結果表明

7、,丙烯酰胺在混凝土的堿性體系下具有緩釋的效果,延長了凝結時間,改善了流動性保持性能,同時促進水化,對混凝土后期強度也起到促進作用。張力冉等研究丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)以及馬來酸肝與三乙醇胺酯化物(TEA-MA)在不同替代率下對早期強度的影響,并進行了相關性能測試,得出AMPS替代率為25%時具有較好的早強效果。易聰華等合成一系列聚竣酸減水劑,探討不同單體摩爾比對其吸附性能的影響,確定了最優(yōu)吸附性能的合成工藝。并利用總有機碳分析技術,研究了不同溫度

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