【摘要】：PCE由于分子結(jié)構(gòu)設(shè)計性強、摻量低、工藝簡單等優(yōu)點,在工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。隨著國內(nèi)PCE合成技術(shù)的發(fā)展,在實際工程應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些亟待解決的問題。因此,梳理PCE合成工藝條件、分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用性能關(guān)系成為研究的熱點和難點。本文采用低溫氧化還原引發(fā)體系,以IPEG-2400、AA和MA為主要原料合成醚型PCE,并通過FT-IR、~1H NMR、GPC、UV和DSC進行分子結(jié)構(gòu)表征,著重研究了大小單體比例、引發(fā)劑和MA用量對PCE結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響規(guī)律及結(jié)構(gòu)參數(shù)(PEO支鏈密度、-COO~-密度、主鏈長度)對其吸附分散性能影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)在AA-IPEG共聚物的合成工藝中,控制其他工藝參數(shù)不變的條件下,隨著AA用量的增加,IPEG的轉(zhuǎn)化率不斷提高;隨著改性單體MA用量的增加,PCE主鏈上-COO~-的數(shù)量越來越多;隨著引發(fā)劑用量的增加,PCE主鏈長度越來越短且相對分子量分布越來越窄。(2)在相同PCE摻量條件下,PCE結(jié)構(gòu)中-COO~-密度對其在水泥漿體分散性影響規(guī)律表明:PCE分子結(jié)構(gòu)中-COO~-數(shù)量越多,分散穩(wěn)定性越好,水泥硬化所需時間越長,但是對水泥孔隙溶液的Zeta電勢影響不大,而共聚物分子結(jié)構(gòu)中-COO~-密度過大將導(dǎo)致水泥初始凈漿流動性下降。(3)利用SPSS軟件,通過多因素回歸分析得出PCE相對分子量對飽和吸附量影響最大。水泥-水-PCE體系中,在低分子量區(qū)間段(M_w40000),PCE分子結(jié)構(gòu)中PEO支鏈密度越大,其吸附速率越慢,達到平衡時飽和吸附量越大;分子主鏈越長,其初始吸附能力越強,達到吸附平衡需要的時間越短,且平衡吸附量越大。在高分子區(qū)間段(M_w60000),PCE主鏈上-COO~-密度越大,達到平衡時飽和吸附量越小,但吸附速率未發(fā)生明顯變化。(4)水泥-水-PCE體系中,在低分子量區(qū)間段,PCE中PEO支鏈密度越大,水泥漿體初始流動性越好,但不利于水泥漿體的分散穩(wěn)定性;PCE分子主鏈越長,越有利于提高水泥漿體的分散力和分散穩(wěn)定性。在高分子區(qū)間段,隨著PCE分子結(jié)構(gòu)中-COO~-密度的增加,水泥漿體的初始分散能力出現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律,而水泥漿體的穩(wěn)定分散時間延長。(5)蒙脫石-水-PCE體系中,在低分子量區(qū)間段,PCE中PEO支鏈密度越小,其在蒙脫石上的平衡吸附量越少,越有利于減少蒙脫石對PCE的消耗;在高分子量區(qū)間段,蒙脫石對PCE的消耗受主鏈上支鏈基團密度影響不大。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528.042.2;O631
【圖文】：

圖 1-1 合成 PCE 的主要大單體據(jù) PCE 支鏈上連接聚氧乙烯醚（PEO）的官能團的不同，其可以分型 PCE。上述大單體中，MPEG 是合成酯型 PCE 的主要原料，AIPEG 合成醚型 PCE。酯型 PCE 的合成采用兩步法：第一步是不飽PEG 進行酯化反應(yīng)，得到含有 PEO 支鏈的不飽和大單體，然后該飽和羧酸進行自由基聚合，得到聚羧酸母液；醚型 PCE 的合成是直基共聚的方法，使不飽和羧酸與含有 PEO 支鏈的不飽和醚類單體共羧酸母液。不飽和羧酸以丙烯酸為例的反應(yīng)方程式如圖 1-2 所示：

響規(guī)律和分子結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的反饋對合成工藝參數(shù)進行適當調(diào)整，這結(jié)構(gòu)功能化設(shè)計更具實際指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價值。.2 聚羧酸系減水劑的構(gòu)性關(guān)系研究進展自應(yīng)用于工程建筑上以來，PCE 分子結(jié)構(gòu)參數(shù)與應(yīng)用性能關(guān)系的研究研究的重點。由于 PCE 應(yīng)用在復(fù)雜的混凝土工程體系中，并且有效的不足，這使得 PCE 構(gòu)性關(guān)系的研究結(jié)論在某種程度上具有一定的局限如此，若能對現(xiàn)有的研究成果進行歸納和總結(jié)，將 PCE 的合成技術(shù)和步深入研究，這對推動 PCE 技術(shù)發(fā)展具有重要意義。由于 PCE 分子設(shè)計性，因此梳理分子量大小及其分布、分子構(gòu)象、官能團組成及含用性能的關(guān)系，這對不同工程應(yīng)用需要設(shè)計合成出適應(yīng)性強、相容性化 PCE 奠定了理論指導(dǎo)基礎(chǔ)。國內(nèi)對于 PCE 構(gòu)性關(guān)系的研究起步較成果較多的主要是日本和歐洲國家。PCE 分散性能的評價體系見圖 1

的 PCE 分子脫附，因而使顆粒間失去分散作用[35]。絕大多數(shù)研究工作者都只是基于理論設(shè)計的合成條件，直接探討合成條應(yīng)用性能的關(guān)系，而不是通過有效的表征手段對分子結(jié)構(gòu)進行準確的描述察分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用性能的關(guān)系。這就忽略了合成工藝參數(shù)對分子結(jié)構(gòu)的影響.2.3 聚羧酸系減水劑的吸附分散性能研究國內(nèi)外針對 PCE 分子結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸附分散性能的研究很多，大多數(shù)評價都是水泥凈漿或砂漿的流變性、凝結(jié)時間和硬化后強度性質(zhì)，然后通過應(yīng)能的反饋對其作用機理進行推敲[36-39]。國內(nèi)針對于 PCE 吸附性能的研究報多，一般通過調(diào)控單體的比例來探究不同分子結(jié)構(gòu)的 PCE 對吸附性能影響有些學(xué)者研究體系中其它摻雜組分對吸附性能的影響[40, 41]；國外一些學(xué)者研究 PCE 不同分子結(jié)構(gòu)對吸附性能的影響，提出相應(yīng)的吸附機理[42-44]。目遍認同的吸附分散作用機理過程如圖 1-4 所示。

【相似文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李明;不同支鏈密度梳狀A(yù)A-IPEG共聚物的制備及其吸附分散性能研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

本文編號：2778311