聚醚類聚羧酸減水劑合成工藝及性能研究

摘要：采用烯丙基聚乙二醇(AEO)、馬來酸酐、乙烯基磺酸鈉為聚合單體，水溶液自由基聚合合成一系列聚醚類聚羧酸減水劑，研究了合成工藝對減水劑性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)烯丙基聚乙二醇與馬來酸酐質(zhì)量比為3~5，引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的6%~7%，反應(yīng)溫度為75~85℃時(shí)，合成的聚羧酸減水劑在摻量為水泥質(zhì)量的1%時(shí)，水泥凈漿流動(dòng)度可達(dá)270mm。分散性和分散保持性受AEO分子量的影響，當(dāng)接枝共聚分子量為800~1200的AEO時(shí)，水泥凈漿流動(dòng)度相對較大;當(dāng)接枝共聚分子量為350~500的AEO時(shí)，分散保持性較好。漿體凝結(jié)時(shí)間隨AEO分子量的增加而縮短，分子量越小，緩凝效果越好。

關(guān)鍵詞：聚羧酸減水劑；烯丙基聚乙醇；馬來酸酐；聚醚；分散性；凝結(jié)時(shí)間

聚羧酸減水劑以其優(yōu)良的分散性和分散保持性而成為未來減水劑發(fā)展的主要方向[1-3]。就目前的研究來看，對甲基丙烯酸及其酯類的研究較多，合成工藝已日趨成熟[4-6]。而對第二代聚羧酸系減水劑---丙烯基醚共聚物的研究較少[3，6]。有研究表明，以烯丙醇聚醚、順酐、苯乙烯、烯丙基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉等為反應(yīng)單體，采用本體或者自由基聚合方式，可合成出具有梳狀分子結(jié)構(gòu)的共聚物減水劑，該類減水劑與聚酯類聚羧酸減水劑相比，同樣具有較好的分散性和分散保持性，同時(shí)具有較好的早強(qiáng)效果。本文選擇不同分子量的烯丙基聚乙醇、馬來酸酐、乙烯基磺酸鈉為聚合單體，水溶液自由基聚合，合成了具有較好分散性和分散保持性的聚醚類聚羧酸減水劑，并對該減水劑的合成工藝進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料烯丙基聚乙二醇(AEO-n)350，600，1000，2000:工業(yè)級；馬來酸酐(MA)：工業(yè)級；乙烯基磺酸鈉(SVS)：工業(yè)級。水泥：華新P.O42.5。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 聚羧酸減水劑的合成

A料:50%~70%的烯丙基聚乙二醇與馬來酸酐單體混合溶液。

B料:1%~5%的引發(fā)劑。在裝有溫度計(jì)、攪拌器、冷凝裝置、滴液漏斗、氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的三口瓶中加入一定量的水，加熱至80~90℃，一邊滴加A料，一邊滴加B料，均勻滴加4~5h滴完，然后再均勻滴加單體乙烯基磺酸鈉，2h滴完，保溫3h，冷卻，用NaOH中和pH值至7，得到聚醚類聚羧酸減水劑(固含量20%)。其分子結(jié)構(gòu)如下:

1.2.2 性能測試方法

(1)水泥凈漿流動(dòng)度稱取水泥300g，水87g，采用截錐圓模(Φ上=36mm，Φ下=64mm，h=60mm)測試摻減水劑的流動(dòng)度。減水劑的摻量為水泥質(zhì)量的1.0%。

(2)凝結(jié)時(shí)間按GB8076-1997《混凝土外加劑》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 引發(fā)劑用量對減水劑分散性的影響共聚物減水劑的分散能力還與分子量有直接關(guān)系。減水劑為表面活性劑，存在親水親油的平衡。分子量過大或過小都會(huì)使減水劑失去親水親油平衡。減水劑合成過程中，通過引發(fā)劑的用量來控制分子量。相同條件下，引發(fā)劑用量越多，分子量越小，反之則分子量越大。圖1為引發(fā)劑用量對水泥凈漿流動(dòng)度的影響規(guī)律(引發(fā)劑質(zhì)量按單體質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì))