试论塑化剂新型聚羧酸系超塑化剂合成与性能

论文导读：
摘要：聚羧酸系超塑化剂是新型混凝土减水剂,由于其具有掺量低、减水率高、混凝土保坍性好等优点,成为当今探讨热点。本论文以聚羧酸系超塑化剂的分子特点、主要作用机理、结构与性能的联系出发,联系国内原料的供应情况,合成了三类具有梳型分子结构的新型聚羧酸系超塑化剂,并探讨了其综合性能。分别以丙烯酸(MAA)与聚乙二醇单甲醚(mPEG)反应,马来酸酐(MA)与柠檬酸(CA)反应,合成了两类新型酯类大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(mPEGMAA)和马来酸酐柠檬酸酯(MACA);大单体与丙烯酸(AA)、丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、马来酸酐(MA)等小单体进行共聚,制备出了一系列不同类型的超塑化剂：含聚醚长链的PC-1、多羧基短侧链的PC-2和多元侧链结构的PC-3：通过单因素浅析试验,探讨了引发剂、SAS、MAA的用量以及mPEG分子量等因素对PC-1分散性能的影响,当引发剂掺量为1.0%,单体的摩尔比为AA:MAA:mPEG(600) MAA:MA:SAS=10.5:3.5:7:2:7时,PC-1分散性最好,水泥净浆流动度达345mm(掺量为0.25wt%,水灰比为0.29),且2h内无损失；通过正交试验探讨了PC-2和PC-3最佳合成配比与工艺：当引发剂掺量为1.0%,n(AA):n(SAS):n(MACA)为10：3：3时,PC-2的分散性能最好,且能改善水泥泌水现象；当摩尔比为AA:MAA:SAS:MACA:mPEGMA为4.5：1.5：3：1：3,引发剂量为1.5%时,合成的PC-3分散性最强,掺0.25%的PC-3的水泥净浆流动度达360mm (W/C为0.29),2h后略有增加,且在低水灰比时,水泥净浆流动度依然较好。采取红外吸收光谱浅析、特性黏数和表面张力等表征手段探讨了超塑化剂的结构与性能的联系；联系超塑化剂对水泥分散性和粒子的表面ζ电位浅析探讨了聚羧酸系超塑化剂的作用机理,发现都符合静电斥力与空间位阻作用；试验通过测试水泥干燥收缩、孔径、混凝土坍落度和强度等探讨了新型聚羧酸系超塑化剂的性能。结果表明,三类超塑化剂具有较好的分散性和坍落度保持性；PC-1、PC-2和PC-3都能减少水泥不同龄期的干燥收缩,PC-3效果最佳；三类超塑化剂都对水泥水化物的孔结构产生影响,其中PC-3能增加介孔含量,这有利于减少干缩,提升水泥的密实度；而且,PC-1、PC-2和PC-3能显著提升混凝土抗压强度,达到了高性能超塑化剂的标准。关键词：聚羧酸系超塑化剂论文酯类大单体论文合成论文水泥水化论文结构与性能论文
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ABSTRACT6-12
第一章 绪论12-25

1.1 引言12

1.2 高效减水剂和高性能减水剂的种类与特点12-15

1.3 聚羧酸系超塑化剂的进展与作用机理15-22

1.3.1 聚羧酸系超塑化剂的主要特点16

1.3.2 聚羧酸系超塑化剂的合成策略16-17

1.3.3 聚羧酸系超塑化剂的国内外探讨进展17-20

1.3.4 超塑化剂的作用机理20-21

1.3.5 聚羧酸系超塑化剂目前有着的不足21-22

1.3.6 聚羧酸系超塑化剂的进展方向22

1.4 本论文探讨工作22-25

1.4.1 探讨目的22-23

1.4.2 探讨作用23

1.4.3 探讨思路23-24

1.4.4 拟解决不足24-25

第二章 不同类型酯类大单体的合成25-34

2.1 引言25

2.2 试验部分25-28

2.1 试验试剂与设备25-26

2.2 试验原理26

2.3 合成策略26-27

2.4 测试与表征27-28

2.3 试验结果与讨论28-33

2.3.1 红外光谱浅析28-30

2.3.2 各因素对mPEGMA酯化反应的影响30-33

2.4 本章小结33-34

第三章 聚醚长链结构聚羧酸系超塑化剂的合成与性能探讨34-46

3.1 引言34

3.2 试验部分34-37

3.

2.1 试验试剂和设备34-35

3.

2.2 试验原理35-36

3.

2.3 合成策略36

3.

2.4 测试与表征36-37

3.3 试验结果与讨论37-44

3.1 引发论文导读：

剂用量对超塑化剂性能的影响37-38

3.2 磺酸基含量对超塑化剂性能的影响38-39

3.3 MAA含量对超塑化剂性能的影响39-40

3.4 长侧链长度对超塑化剂性能的影响40-41

3.5 PC-1的红外光谱浅析41-42

3.6 水泥净浆流动度试验浅析42-44

3.7 ζ电位浅析44

3.4 本章小结44-46

第四章 多羧基短侧链结构的聚羧酸系超塑化剂的合成与性能探讨46-55

4.1 引言46

4.2 试验部分46-48

4.

2.1 试验试剂和设备46-47

4.

2.2 试验原理47-48

4.

2.3 合成策略48

4.

2.4 测试与表征48

4.3 试验结果与讨论48-54
4.

3.1 正交试验结果浅析48-49

4.

3.2 PC-2的红外光谱浅析49-50

4.

3.3 ζ电位与水泥净浆流动度试验浅析50-54

4.4 本章小结54-55
第五章 多元侧链结构聚羧酸系超塑化剂合成与性能探讨55-64

5.1 引言55

5.2 试验部分55-58

5.

2.1 试验试剂和设备55-56

5.

2.2 试验原理56-57

5.

2.3 合成策略57

5.

2.4 测试与表征57-58

5.3 试验结果与讨论58-63
5.

3.1 正交试验结果浅析58-59

5.

3.2 PC-3的红外光谱浅析59

5.

3.3 水泥净浆流动度试验浅析59-62

5.

3.4 ζ电位浅析62-63

5.4 本章小结63-64
第六章 新型聚羧酸系超塑化剂的性能探讨64-76

6.1 引言64

6.2 试验部分64-66

6.

2.1 试验试剂和规格64-65

6.

2.2 试验策略65-66

6.3 试验结果与讨论66-74
6.

3.1 超塑化剂匀质性与特性黏数66-68

6.

3.2 超塑化剂对水泥干缩的影响68

6.

3.3 超塑化剂水溶液的表面张力68-69

6.

3.4 超塑化剂对水泥净浆孔隙率的影响69-73

6.

3.5 超塑化剂对混凝土坍落度和坍落度保持的影响73

6.

3.6 超塑化剂对混凝土强度的影响73-74

6.4 本章小结74-76
第七章 结论与革新76-78

7.1 结论76

7.2 后续探讨计划76-77

7.3 论文的革新及特点77-78

7.

3.1 论文的革新77

7.

3.2 论文的特点77-78

参考文献78-83
致谢83-84
作者介绍及读研期间所发论文84