發(fā)布時間：2021-06-12 04:57

　　聚羧酸減水劑具有低摻量、高減水率、高分散性、高保坍性和分子結(jié)構(gòu)可設計性強等優(yōu)點,被廣泛應用于混凝土建材中。隨著混凝土行業(yè)的發(fā)展,為了提高混凝土的性能,開發(fā)新的聚羧酸減水劑具有重要意義。目前應用的聚羧酸大多是線性側(cè)鏈的結(jié)構(gòu),雖然該類結(jié)構(gòu)有著分散性好、保坍性強等優(yōu)勢,但是存在被跨國企業(yè)發(fā)明專利“卡脖子”和分散性能難以進一步提升等局限。因此,本文通過分子結(jié)構(gòu)設計合成了一種Y型結(jié)構(gòu)大單體（Y-PEG）,深入研究了其合成工藝和優(yōu)化參數(shù),初步探索了基于該大單體的Y型側(cè)鏈聚羧酸減水劑（Y-PCE）的合成。首先以甲基烯丙基聚氧乙烯醚（HPEG）和丙三酸（TA）為原料通過第一步酯化反應合成得到Y(jié)型中間體（m Y-PEG）,探究了反應時間、反應溫度、催化劑用量和反應物用量等因素對Y型中間體酯化產(chǎn)率的影響。得到了該酯化反應的優(yōu)化條件:反應溫度115℃,反應時間6 h,n（TA）/n（HPEG）=3,催化劑用量為反應物質(zhì)量的2%。在優(yōu)化條件下,Y型中間體的酯化產(chǎn)率可以達到89.3%。以水和二氯甲烷作為溶劑和萃取劑對Y型中間體進行分離提純,除去了Y型中間體中的丙三酸,再用反萃取除去Y型中間體中含有的少量二氯甲烷... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)素分子的結(jié)構(gòu)式[21]

第一章緒論9產(chǎn)生的位阻斥力越大，越有利于水泥粒子的分散[58-60]。但并不是側(cè)鏈越長，聚羧酸分子在水泥粒子上的吸附層就越厚，聚羧酸側(cè)鏈長度增加到一定程度，聚乙二醇側(cè)鏈會逐漸纏繞在一起，再增加側(cè)鏈的厚度也不會增加吸附層的厚度。聚羧酸減水劑在水泥體系的靜電作用比空間位阻作用要小的多，所以空間位阻作用是聚羧酸在水泥體系起分散作用的主要因素[61,62]。（3）水化膜作用靜電斥力和空間位阻作用這兩個較為經(jīng)典的理論能夠解釋聚羧酸減水劑的大部分現(xiàn)象，并被大家認可。但也有學者提出水化膜作用機理，聚羧酸分子上含有大量的極性基團，在水泥溶液中，這些極性基團會與水分子形成氫鍵，使水泥顆粒表面結(jié)合更多的水分。水泥顆粒表面從而會形成一層水化膜，這層水化膜會破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，從而起到分散水泥的作用[63,64]。圖1-7聚羧酸減水劑的分散作用機理圖[50]Fig.1-7DispersionmechanismofPCE1.2.4聚羧酸減水劑存在的問題聚羧酸減水劑的優(yōu)異性能使其不斷朝著簡易、經(jīng)濟、低能耗和環(huán)保等方向發(fā)展。但是在實際應用中，隨著人們對聚羧酸的了解不斷加深，發(fā)現(xiàn)聚羧酸減水劑也存在著較多的問題[65]。（1）“卡脖子”問題目前國內(nèi)使用最多的幾種聚羧酸由HPEG、TPEG和MPEGAA等大單體為原料合成的，但是日本觸媒公司早已對這幾類大單體及其相關(guān)的聚羧酸進行了專利保護。在

?（2）泥土耐受性砂石是混凝土生產(chǎn)中必不可少的原料，砂石需求量逐年增大[69]。近年來，隨著砂石使用量增加，原始砂石慢慢開始枯竭，機制砂成了原始砂石的一種重要替代方法。但機制砂含泥量較高，泥土對聚羧酸減水劑的性能有很大的影響，當泥含量達到水泥用量15%時，聚羧酸減水劑會完全失去分散作用[70-74]。蒙脫石是由兩個四面體硅酸鹽層堆疊成八面體鋁酸鹽層，泥土中的蒙脫土等成分對聚羧酸性能有極大影響，在水泥和混凝土的拌和過程中，聚羧酸減水劑的聚乙二醇側(cè)鏈會通過化學吸附的方式插入到蒙脫土的層間，吸附機理如圖1-8所示[75]。聚羧酸分子在蒙脫土上的吸附量特別大，使聚羧酸減水劑對水泥和混凝土基本無分散作用。泥土耐受性問題制約了聚羧酸減水劑的發(fā)展與應用。圖1-8聚羧酸分子在蒙脫土吸附圖[75]Fig.1-8AdsorptionofPCEonmontmorilloniteparticles（3）與其他減水劑的相容性為了提高混凝土各方面性能，實際應用中通常會將不同的減水劑復配使用。木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、脂肪族類減水劑和萘系減水劑等可以復配使用，在實際應用中能發(fā)揮較好的性能。但聚羧酸減水劑由于結(jié)構(gòu)原因，具有較強的敏感性，在使用過程中會對復配組分具有較強的要求，與很多減水劑都不能復配使用，其與萘系減水劑更是“水火不

【參考文獻】：
期刊論文
[1]酰胺基改性聚羧酸減水劑性能研究[J]. 馮蕾,王義廷,溫小棟.  混凝土. 2018(08)
[2]季銨鹽型聚羧酸類減水劑的合成和在水泥中的應用研究[J]. 夏應貴,劉平,張家如,丁益,程從亮.  安徽化工. 2018(01)
[3]聚羧酸系減水劑在混凝土中應用存在的典型問題及其解決措施[J]. 孫振平,水亮亮,楊海靜,胡匡藝,吳樂林,唐曉博,孫遠松,楊旭,冀言亮.  混凝土世界. 2017(09)
[4]港珠澳大橋承臺后澆孔混凝土抗?jié)B性能研究[J]. 榮國城,陳儒發(fā),譚昱,高禮雄.  公路. 2015(10)
[5]石膏與聚羧酸對C3A水化進程及產(chǎn)物組成的影響[J]. 趙芬娜,鄧最亮,鄭柏存,馮中軍.  武漢理工大學學報. 2013(04)
[6]泥對摻聚羧酸減水劑的水泥漿體分散性的影響[J]. 李有光,李苑,萬煜,鄧成,王智,錢覺時.  重慶大學學報. 2012(01)
[7]聚羧酸系高性能減水劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 繆昌文,冉千平,洪錦祥,徐靜,周棟梁.  中國材料進展. 2009(11)
[8]聚羧酸系減水劑與其他減水劑復配性能的研究[J]. 孫振平,蔣正武,王建東,張冠倫,何偉卿,謝小江.  建筑材料學報. 2008(05)
[9]青藏鐵路多年凍土區(qū)樁基礎施工中的混凝土溫度控制問題[J]. 馬輝,廖小平,賴遠明.  冰川凍土. 2005(02)
[10]丙烯酸系減水劑在水工混凝土中的應用[J]. 廖國勝,馬保國.  混凝土. 2004(09)

博士論文
[1]聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)與應用性能關(guān)系及作用機理研究[D]. 彭雄義.華南理工大學 2011
[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 2004

碩士論文
[1]超支化聚羧酸減水劑的研制[D]. 雷強.中國礦業(yè)大學 2017
[2]超支化聚（胺—酯）為核的星型聚羧酸系減水劑的合成及性能研究[D]. 徐磊.濟南大學 2011
[3]新型酰胺多胺聚羧酸減水劑的制備與性能[D]. 趙樑.北京工業(yè)大學 2009



本文編號：3225992