微波合成聚羧酸超塑化劑性能/熱—非熱效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-14 11:05
混凝土作為迄今為止全世界應(yīng)用最廣泛的人造土木工程材料,是建筑工業(yè)的“脊梁”。隨著對(duì)混凝土材料與相關(guān)技術(shù)的不斷更新改進(jìn),越來越多的新型高性能混凝土不斷出現(xiàn),混凝土向高流態(tài)、高強(qiáng)度、低污染、易施工的方向發(fā)展。聚羧酸超塑化劑(Polycarboxylic ether superplasticizer,PCE)的使用體現(xiàn)了混凝土發(fā)展的“綠色、節(jié)能、可持續(xù)”理念。隨著世界能源的不斷消耗及環(huán)境的日益惡化,建筑節(jié)能日趨成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。常規(guī)法合成PCE存在工藝復(fù)雜、耗時(shí)長、能源消耗大等缺點(diǎn),而微波合成(Microwave assisted synthesis,MAS)PCE技術(shù),因具有清潔、高效、靶向等特點(diǎn)而倍受青睞。基于以上現(xiàn)實(shí)需求與研究現(xiàn)狀,本文采用微波催化儀合成PCE(MAS-PCE),研究了MAS-PCE的制備工藝、聚合反應(yīng)體系熱-非熱效應(yīng)、微觀聚合動(dòng)力學(xué)、PCE在水泥漿體中吸附分散的性能以及該漿體的流變性能。(1)以水泥凈漿流動(dòng)度為表征分散性能的指標(biāo),與常規(guī)法合成(Conventional heating synthesis,CHS)PCE進(jìn)行對(duì)比,研究了MAS-PCE工藝參數(shù)對(duì)其分散性...
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:190 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 微波能
1.2.1 微波
1.2.2 微波加熱特點(diǎn)
1.2.3 微波作用機(jī)理
1.2.4 微波熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)
1.3 微波應(yīng)用于高分子合成領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 微波應(yīng)用于本體聚合
1.3.2 微波應(yīng)用于溶液聚合
1.3.3 微波應(yīng)用于乳液聚合
1.3.4 微波應(yīng)用功能高分子的制備
1.4 微波應(yīng)用于混凝土超塑化劑合成的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 國內(nèi)外傳統(tǒng)加熱法合成功能型PCE研究進(jìn)展
1.4.2 國內(nèi)外微波法合成超塑化劑的研究進(jìn)展
1.5 課題的提出
1.5.1 研究目的與意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第二章 主要實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 聚羧酸超塑化劑
2.2 主要試驗(yàn)方法
2.2.1 新拌水泥漿體流動(dòng)度及經(jīng)時(shí)損失測定
2.2.2 反應(yīng)溶液等效介電常數(shù)的測定
2.2.4 聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的測定
2.2.5 聚合反應(yīng)速率的測定
2.2.6 聚合反應(yīng)活化能的測定
2.2.7 微波聚合反應(yīng)磁作用因子的測定
2.2.8 聚合物分子量及其分布
2.2.9 聚合物的提純
2.2.10聚合物的紅外分析
2.2.11聚合物流體力學(xué)半徑的測定
2.2.12聚合物吸附量測定
2.2.13流變性能的測定
第三章 MAS-PCE的合成工藝研究
3.1 微波聚合反應(yīng)的加料方式
3.2 聚合反應(yīng)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 不同因素對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.1 主鏈電荷密度對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.2 引發(fā)劑對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.4 聚合溫度對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.6 微波功率對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 微波合成聚羧酸超塑化劑的熱效應(yīng)研究
4.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終端開路同軸探針法測定反應(yīng)介質(zhì)等效介電常數(shù)
4.2 影響介質(zhì)介電常數(shù)的因素
4.3 聚羧酸超塑化劑聚合體系反應(yīng)介質(zhì)與微波的相互作用
4.3.1 微波場中TPEG的介電特性
4.3.2 微波場中AA的介電特性
4.3.3 微波場中TGA的介電特性
4.3.4 微波場中H2O2的介電特性
4.3.5 微波場中Vc的介電特性
4.4 聚羧酸超塑化劑合成混合溶液體系介電特性的研究
4.5 本章小結(jié)
第五章 聚羧酸超塑化劑聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.1 聚羧酸超塑化劑微波聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.1.1 單體濃度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.2 引發(fā)劑濃度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.4 微波功率對(duì)聚合速率的影響
5.1.5 聚合溫度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.6 微波聚合速率常數(shù)k1的確定
5.2 聚羧酸超塑化劑熱聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.2.1 單體濃度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.2 引發(fā)劑濃度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.4 溫度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.5 熱聚合速率常數(shù)k2的確定
5.3 聚羧酸超塑化劑微波聚合與熱聚合速率對(duì)比研究
5.3.1 不同加熱方式下單體濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.2 不同加熱方式下引發(fā)劑濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.3 不同加熱方式下鏈轉(zhuǎn)移劑濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.4 不同加熱方式下溫度對(duì)聚合速率的影響
5.4 本章小結(jié)
第六章 微波合成聚羧酸超塑化劑的非熱效應(yīng)研究
6.1 聚合反應(yīng)微觀動(dòng)力學(xué)參數(shù)
6.1.1 聚合反應(yīng)的活化能與指前因子
6.1.2 微波聚合反應(yīng)中的電磁作用因子
6.2 聚羧酸超塑化劑分子參數(shù)
6.2.1 聚羧酸超塑化劑的分子量及其分布
6.2.2 聚羧酸超塑化劑的流體力學(xué)半徑
6.2.3 聚羧酸分子結(jié)構(gòu)FTIR表征分析
6.3 本章小結(jié)
第七章 MAS-PCE對(duì)新拌水泥漿體吸附分散/流變性能研究
7.1 聚羧酸超塑化劑吸附分散性能研究
7.2 新拌水泥漿體流變性能研究
7.2.1 不同條件下新拌水泥漿體屈服應(yīng)力與塑性粘度研究
7.2.2 不同條件下新拌水泥漿體觸變性研究
7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 主要研究結(jié)論
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]樹枝狀聚酰胺在水泥顆粒表面的吸附性能及對(duì)水泥漿體性能的影響[J]. 孔祥明,候珊珊,盧子臣. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]新拌水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)與流變行為及有效體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系(英文)[J]. 張力冉,王棟民,潘佳,李娟,王芳. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(09)
[3]抗腐蝕共面微帶結(jié)構(gòu)介電常數(shù)測量方法[J]. 駱延,樊磊,楊陽,黃卡瑪. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]Multi-level Flocculation Structures of Fresh Cement Paste by Confocal Laser Scanning Microscope[J]. 張力冉,王棟民,ZHANG Weili. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(02)
[5]“熱效應(yīng)”或“非熱效應(yīng)”——微波加熱反應(yīng)機(jī)理探討[J]. 王陸瑤,孟東,李璐. 化學(xué)通報(bào). 2013(08)
[6]超塑化劑對(duì)新拌水泥漿體多級(jí)絮凝結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王棟民,張力冉,張偉利,郝兵. 建筑材料學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]非接觸式物料水分傳感器[J]. 咸婉婷,張憲,劉其中. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(10)
[8]智能緩釋型減水劑在商品混凝土行業(yè)中的應(yīng)用[J]. 王友奎,趙帆. 商品混凝土. 2011(12)
[9]丙烯酰胺與二甲基二烯丙基氯化銨共聚動(dòng)力學(xué)[J]. 畢可臻,張躍軍. 應(yīng)用化學(xué). 2011(12)
[10]微波化學(xué)中微波的熱與非熱效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 馬雙忱,姚娟娟,金鑫,崔基偉,馬京香. 化學(xué)通報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]自密實(shí)輕骨料混凝土性能研究[D]. 張?jiān)茋?大連理工大學(xué) 2009
[2]新型聚羧酸系減水劑的合成及其性能研究[D]. 李崇智.清華大學(xué) 2004
[3]超支化聚合物的分子設(shè)計(jì)、合成、表征及功能化研究[D]. 高超.上海交通大學(xué) 2001
碩士論文
[1]緩釋型聚羧酸減水劑的研究與制備[D]. 李慧群.北京工業(yè)大學(xué) 2010
[2]聚醚基超塑化劑的制備與性能[D]. 王曉豐.北京工業(yè)大學(xué) 2008
[3]乳液聚合法合成高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯醇的研究[D]. 李蕾.中北大學(xué) 2007
[4]新型氨基磺酸系高性能減水劑的合成及其性能研究[D]. 錢中秋.重慶大學(xué) 2006
本文編號(hào):3185528
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:190 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 微波能
1.2.1 微波
1.2.2 微波加熱特點(diǎn)
1.2.3 微波作用機(jī)理
1.2.4 微波熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)
1.3 微波應(yīng)用于高分子合成領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 微波應(yīng)用于本體聚合
1.3.2 微波應(yīng)用于溶液聚合
1.3.3 微波應(yīng)用于乳液聚合
1.3.4 微波應(yīng)用功能高分子的制備
1.4 微波應(yīng)用于混凝土超塑化劑合成的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 國內(nèi)外傳統(tǒng)加熱法合成功能型PCE研究進(jìn)展
1.4.2 國內(nèi)外微波法合成超塑化劑的研究進(jìn)展
1.5 課題的提出
1.5.1 研究目的與意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第二章 主要實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 聚羧酸超塑化劑
2.2 主要試驗(yàn)方法
2.2.1 新拌水泥漿體流動(dòng)度及經(jīng)時(shí)損失測定
2.2.2 反應(yīng)溶液等效介電常數(shù)的測定
2.2.4 聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的測定
2.2.5 聚合反應(yīng)速率的測定
2.2.6 聚合反應(yīng)活化能的測定
2.2.7 微波聚合反應(yīng)磁作用因子的測定
2.2.8 聚合物分子量及其分布
2.2.9 聚合物的提純
2.2.10聚合物的紅外分析
2.2.11聚合物流體力學(xué)半徑的測定
2.2.12聚合物吸附量測定
2.2.13流變性能的測定
第三章 MAS-PCE的合成工藝研究
3.1 微波聚合反應(yīng)的加料方式
3.2 聚合反應(yīng)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.3 不同因素對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.1 主鏈電荷密度對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.2 引發(fā)劑對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.4 聚合溫度對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.3.6 微波功率對(duì)聚合反應(yīng)體系的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 微波合成聚羧酸超塑化劑的熱效應(yīng)研究
4.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終端開路同軸探針法測定反應(yīng)介質(zhì)等效介電常數(shù)
4.2 影響介質(zhì)介電常數(shù)的因素
4.3 聚羧酸超塑化劑聚合體系反應(yīng)介質(zhì)與微波的相互作用
4.3.1 微波場中TPEG的介電特性
4.3.2 微波場中AA的介電特性
4.3.3 微波場中TGA的介電特性
4.3.4 微波場中H2O2的介電特性
4.3.5 微波場中Vc的介電特性
4.4 聚羧酸超塑化劑合成混合溶液體系介電特性的研究
4.5 本章小結(jié)
第五章 聚羧酸超塑化劑聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.1 聚羧酸超塑化劑微波聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.1.1 單體濃度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.2 引發(fā)劑濃度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.4 微波功率對(duì)聚合速率的影響
5.1.5 聚合溫度對(duì)微波聚合速率的影響
5.1.6 微波聚合速率常數(shù)k1的確定
5.2 聚羧酸超塑化劑熱聚合動(dòng)力學(xué)研究
5.2.1 單體濃度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.2 引發(fā)劑濃度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.3 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.4 溫度對(duì)熱聚合速率的影響
5.2.5 熱聚合速率常數(shù)k2的確定
5.3 聚羧酸超塑化劑微波聚合與熱聚合速率對(duì)比研究
5.3.1 不同加熱方式下單體濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.2 不同加熱方式下引發(fā)劑濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.3 不同加熱方式下鏈轉(zhuǎn)移劑濃度對(duì)聚合速率的影響
5.3.4 不同加熱方式下溫度對(duì)聚合速率的影響
5.4 本章小結(jié)
第六章 微波合成聚羧酸超塑化劑的非熱效應(yīng)研究
6.1 聚合反應(yīng)微觀動(dòng)力學(xué)參數(shù)
6.1.1 聚合反應(yīng)的活化能與指前因子
6.1.2 微波聚合反應(yīng)中的電磁作用因子
6.2 聚羧酸超塑化劑分子參數(shù)
6.2.1 聚羧酸超塑化劑的分子量及其分布
6.2.2 聚羧酸超塑化劑的流體力學(xué)半徑
6.2.3 聚羧酸分子結(jié)構(gòu)FTIR表征分析
6.3 本章小結(jié)
第七章 MAS-PCE對(duì)新拌水泥漿體吸附分散/流變性能研究
7.1 聚羧酸超塑化劑吸附分散性能研究
7.2 新拌水泥漿體流變性能研究
7.2.1 不同條件下新拌水泥漿體屈服應(yīng)力與塑性粘度研究
7.2.2 不同條件下新拌水泥漿體觸變性研究
7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 主要研究結(jié)論
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]樹枝狀聚酰胺在水泥顆粒表面的吸附性能及對(duì)水泥漿體性能的影響[J]. 孔祥明,候珊珊,盧子臣. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]新拌水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)與流變行為及有效體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系(英文)[J]. 張力冉,王棟民,潘佳,李娟,王芳. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(09)
[3]抗腐蝕共面微帶結(jié)構(gòu)介電常數(shù)測量方法[J]. 駱延,樊磊,楊陽,黃卡瑪. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]Multi-level Flocculation Structures of Fresh Cement Paste by Confocal Laser Scanning Microscope[J]. 張力冉,王棟民,ZHANG Weili. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(02)
[5]“熱效應(yīng)”或“非熱效應(yīng)”——微波加熱反應(yīng)機(jī)理探討[J]. 王陸瑤,孟東,李璐. 化學(xué)通報(bào). 2013(08)
[6]超塑化劑對(duì)新拌水泥漿體多級(jí)絮凝結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王棟民,張力冉,張偉利,郝兵. 建筑材料學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]非接觸式物料水分傳感器[J]. 咸婉婷,張憲,劉其中. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(10)
[8]智能緩釋型減水劑在商品混凝土行業(yè)中的應(yīng)用[J]. 王友奎,趙帆. 商品混凝土. 2011(12)
[9]丙烯酰胺與二甲基二烯丙基氯化銨共聚動(dòng)力學(xué)[J]. 畢可臻,張躍軍. 應(yīng)用化學(xué). 2011(12)
[10]微波化學(xué)中微波的熱與非熱效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 馬雙忱,姚娟娟,金鑫,崔基偉,馬京香. 化學(xué)通報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]自密實(shí)輕骨料混凝土性能研究[D]. 張?jiān)茋?大連理工大學(xué) 2009
[2]新型聚羧酸系減水劑的合成及其性能研究[D]. 李崇智.清華大學(xué) 2004
[3]超支化聚合物的分子設(shè)計(jì)、合成、表征及功能化研究[D]. 高超.上海交通大學(xué) 2001
碩士論文
[1]緩釋型聚羧酸減水劑的研究與制備[D]. 李慧群.北京工業(yè)大學(xué) 2010
[2]聚醚基超塑化劑的制備與性能[D]. 王曉豐.北京工業(yè)大學(xué) 2008
[3]乳液聚合法合成高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯醇的研究[D]. 李蕾.中北大學(xué) 2007
[4]新型氨基磺酸系高性能減水劑的合成及其性能研究[D]. 錢中秋.重慶大學(xué) 2006
本文編號(hào):3185528
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