无链转移剂合成聚羧酸减水剂的工艺研究.pdf

广东建材2015年第10期
工艺与设备
无链转移剂合成聚羧酸减水剂的工艺研究
赵樑陈国伟方迪
(惠州建科实业有限公司)
摘要】在采用HPEG作为大单体、丙烯酸作为小单体的基础上引入第三单体,通过单体间共聚活
性的匹配调节合成减水剂母液相对分子量,制备了具有良好减水及保塑能力的聚羟酸减水剂。
【关键词】聚羧酸;自由基聚合:链转移;相对分子量
1前言
自制:基准水泥;粤秀水泥。
本实验主要仪器:四口烧瓶,电动搅拌器,蠕动泵,
聚羟酸减水剂又称为高性能减水剂,与传统的木质温度计,净浆搅拌机,混凝土搅拌机
素酸滅水初、甲缩合类减水剂(费系、脂防族等)2.2聚合试验方法
低、功能可调、产品无污染等优点,被越来越多地使用,
先将一定量的HPEG2400与去离子水加入到四口烧
产品用量及市场占有率逐年提高,成为减水剂研究和应瓶中,搅拌升温到指定温度,加入引发剂双氧水,待充分
用中的主流,在工程应用中发挥着越来越重要的作用混合后匀速滴加a液与b液?其中a液为共聚单体,滴
加时间为3~3.5h;b液为Vc与链转移剂,滴加时间为
目前国内的减水剂主要有酯类减水剂、醚类减水あ3.5~4h;待滴加结束后,保温1.5h,用氢氧化钠溶液中
及高性能聚类减水剂三种。从最初的酯类大单体发和至出值67,即得所需要减水剂。
展到由键结合的APE大单体,降低了工艺的复杂性23净浆流动度
及酯化率较低造成的产品不稳定。然而APEG类的减
参照《GB8076-2008》的方法,水泥:基准水泥;水:自
水剂由于产品合成温度高且经时损失大,在使用时受到来水;水灰比:0.29;减水剂折固掺量:0.12%。
了很大的制约,目前市场上应用最多的是新型改性聚瞇2.4混凝土试验
HPEG与TPEG制备的。
水泥:粤秀水泥砂:河砂,细度模数2.6;石:1
共聚物的聚合程度与参与共聚单体的竟聚率有着搅拌机:60L卧式强制式搅拌机
很大的关系。如苯乙烯一醋酸乙烯酯这对特殊单体,只
1方土記合比
要有苯乙烯在,醋酸乙烯酯就难聚合间。在APEG系列减
水kg)水泥(kg)秒砂(kg)石(kg)外加剂(%)
水剂的研究过程中,由于APEG同其它单体之间活性差
170
350
810
1040
1.8
异大,难以聚合成为高分子量的产物,为了解决这一问
题,很多第三单体被引入到体系中来平衡单体间的活性3结果与讨论
差,一种“活性梯度假设”相应地被提了出来η。虽然未
经过严格的认证,但还是有效地指导了APEG减水剂的
根据前文的介绍与及前期的工作经验,我们以下面
研究工作。利用这一思路,本文在两个活性较为接近的
的工艺作为基础工艺,对单体的用量及使用方式进行了
单体(聚瞇与丙烯酸)的基础上引入了至少与ー个单体
探讨。反应温度为55℃,酸谜比为4.0,引发剂用量为
活性差异较大的第三单体,以期降低反应物的相对分子
0.2%,链转移剂用量为0.5%作为标准样品M,实验样品
中无链转移剂,并且采用固定的酸比,即引入一定量
量
的第三单体的同时减去相同摩尔数的丙烯酸。
2实验
3.1单体不同用量对净浆流动度的影响
2.1原料及仪器
本实验利用单体间共聚活性的差异对产品相对分
子量进行调节,因此共聚单体的浓度对减水剂分子的相
本实验原料:HPEG,分子量2400:丙烯酸(AA),工业对分子质量及产品性能均有着重要的影响。因此在
级:双氯水,工业级;还原剂,工业级;链转移剂,工业级;HPG相对摩尔分数为1,其聚单体的总相对摩尔分数为
去离子水,工业级;氢氧化钠,32%工业级;共聚单体M1,4,引发剂用量保持恒定,不加入链转移剂的条件下通过
万方数据
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改变第三单体的量对其进行研究,样品编号分别为后,随着反应的进行被大量地消耗,到反应后期由于剩
余的量较少而不能充分起到调节分子量的作用:MI与
由图1可以看出随着第三单体用量的増加,减水AA及还原剂混合后因三者间并无不良反应发生,因而
剂的初始流动度与1h保留值均呈现出先增加后减小的对产品性能并不影响。
趋势。并且在第三单体使用量为0.6的时候出机与1h3.3样品混凝土性能的检测
保留值均达到了最佳效果。分析原因,这是因为随着第
选择试验中性能较好的样品进行了混凝土性能检
三单体用量的不断提高,减水剂分子的相对分子量在不测并与标样进行了对比,具体结果如表2所示。
断地降低,当第三单体用量处于0.6的时候,减水剂的
相对分子量处于合适的范围内,因而表现出了良好的性
2不同样品混擬土试验结比
能,而当第三单体用量继续增加时,减水剂分子的相对
性能
分子量继续降低,超出了合适的范围,因而表现出性能
样品出机坍落度出机扩展度1h坍落度1h扩展度
(mm
的下降。
l111
C2
330
由表2可以看出,与A样相比,B2显示出了较差的
100
出机与保留性能,其余样品出机略高于A样,B2与B4
损失略大。具有相同配方的B3与C2虽然滴加方法不
同,但其最终的效果却较为相似,与净浆实验结果较为
(A)0.2(81)0.4(82)0.6(B3)0.8(84)1(85)
第一单体用
符合。
图1第三单体用量对减水剂净浆流动性的影响
4结论
32第三单体不同的加入方法对减水剂性能的影响
(1)采用无链转移剂体系制备减水剂,随着第三单体
第三单体加入方法的不同会对减水剂分子结构造量的不同,减水剂性能发生不同的改变,而且可以制备
成不同的影响,进而对产品性能造成影响。本实验通过
性能良好的减水剂产品。
三种不同的加入方法对其进行了研究。其中B3样品如
(2)采用该体系制备减水剂,可以将单体与链转移剂
前所示,A与M1的水溶液组成a液,还原剂的水溶液。混合后进行滴加,从而简化了制备工艺。
为b液,分别滴加,C1样品为单体M1直接加入到四口
瓶中,a液为丙烯酸水溶液,b液为还原剂水溶液制得【参考文献
的,C2样品为M1、A以及还原剂共同组成a液,无b液」刘益军,王万林、一种磁类聚幾酸系减水剂的低温合成工艺
制得的。
研究[C].“科隆杯”混凝土外加剂征文集一分会第十三次会员代
由图2可以看出,B3与C2样品的净浆流动度及保表大会论文集,2013.50-54.
留值较为相似,而C1样品的净浆流动度与保留值较其[2]孙桂娥,范雷,等一种新型聚羧酸减水剂的合成工艺及性能
它二者相差很多。究其原因,MI与大单体加入到釜底研究『C].“科隆杯"混凝土外加剂征文集一协会第十ニ次会员代
表大会论文集,2012.218-212
3]苏瑜,庞浩,蒋冰艳,等.聚羧酸系减水剂的研究进展及发展
趋势[丁].现代化工,2011,(4):14-17.
4]苏箐,于鹏翔等.高性能瞇类聚羟酸减水剂的合成工艺研究
净
丁].河南城建学院学报,2013,(3):24-26.
浆流动度
[5]马保国,胡家兵,谭洪波.两种醚类聚羧酸减水剂的合成与应
1小时(m
用[J].新型建筑材料,2012,(5):1-5.
6]潘祖仁.高分子化学[].化工出版社,2011

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