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混凝土外加剂合成与复配技术详解
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混凝土外加剂合成技术复配技术的工程应用
在众多高性能减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸系减水剂由于其具有减水率高，混凝土坍落度经时损失小，掺量低。等优点，已成为国内外外加剂研究与开发的热点［1~3］。本文在总结现有聚羧酸系减水剂合成方法的基础上，采用了一种新的合成途径，试验合成了
一代号为NKY的聚羧酸系减水剂。
1 现有的合成方法
根据现在公开报道的文献，可以把聚羧酸减水剂的合成方法简单地归结为两类：一是先缩合后共聚；二是先共聚后缩合。
1．1 先缩合后共聚
所谓先缩合后聚合就是先将脂肪族羧酸单体，通常是丙烯酸或甲基丙烯酸单体，与聚乙二醇醚进行缩合反应，在聚醚上引入活性双键,缩合成分子量在200至3000之间的活性大单体,然后由该大单体与各种羧酸单体共聚而得。
T．Hirate等人网采用不同链长的甲氧基聚乙二醇醚与甲墓丙烯酸缩合，再由该大单体与甲基丙烯酸共聚而得一混凝土坍落度保持性很好的外加剂。M．Ki-noshitam等人先合成了甲基封端的聚氧乙烯丙烯酸酯,然后与丙烯酸钠、烯丙基磺酸钠在水溶液中共聚，制得水溶性共聚物,作为混凝土外加剂使用时,只需添加0．01％—0．2％，便可改善混凝土的和易性，提高了混凝土的强度。
清华大学的李崇智[3］则用过量的丙烯酸与不同分子量的聚乙二醇部分酯化，得到系列的聚乙二醇单丙烯酸酯，再与(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯磺酸钠共聚,所合成减水剂的水泥净浆流动度1h基本无变化。华东理工大学包志军等的［6］合成方法如下：第一步在四口烧瓶中依次按配比加入聚乙二醇单甲醚、对苯二酚、对甲苯磺酸和甲基丙烯酸，加热搅拌，并升温至110~C，反应5h，得到大分子单体(MAMPEC）;第二步同时滴加MAMPEG、丙烯酸和过硫酸铵水溶液经共聚反应后得成品，该产品在0．8％掺量，时的减水率达25．1％。国内的研究者大多采用此种方法。
这种方法的优点是各官能团的摩尔比率可任意调节,，其一是功能性大分子单体的合成难度大,未形成商品化生产，如何保证双羟基的聚乙二醇只有一个羟基与丙烯酸发生酯化反应比较困难,工艺复杂，
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(甲基）丙烯酸活性较大，极易发生聚合，所以在缩合反应时，必然要加入阻聚剂。此时，若阻聚剂含量过小，则聚合在第一步就会发生，使得一部分单体酯化不完全，产物分子量、侧链都会相对减少，这必然会影响到流动性;若阻聚剂量过大，在第一步中虽然能充分起到阻聚作用，但过量的阻聚会影响之后的聚合,使得产物的转化率和分子量都会降低，从而减小流动度。另外，该方法中间产物需经分离提纯后转入第二个反应釜进行共聚合反应，工艺比较复杂，操作不方便，成本较高，影响了该成果转化为工业化生产。
1，2先共聚后缩合
先共聚后缩合是指第一步将一种或几种羧酸类单体在溶液中均聚或共聚成高聚物，分子量由几千至几万不等，第二步由该高聚物与单甲氧基聚乙二醇醚在催化剂作用下发生缩合反应，在高分子主链上引入聚醚侧链。
Grace公司用烷氧基胺作反应物与聚羧酸接枝，由于聚羧酸在烷氧基胺中是可溶的，酰亚胺化比较彻底，反应时，胺反应物加量一般为—COOH摩尔数的10％—20%,反应分两步进行，先将反应混合物加热到高于150℃,反应1．5～3h，然后降温到100~130℃，加催化剂反应1．5~3h即可得所需产品［7]。国内的研究者采用此种方法的不多，文献中只见有同济大学的王国建［8]等采用该途径，具体步骤如下：在带有搅拌器和冷凝管的三颈瓶中，加入配方量的丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯，以醋酸乙酯为溶