聚羧酸系高性能减水剂

1、实验研究聚羧酸实验研究聚羧酸 系高系高性能性能减水剂减水剂 的阴离子电荷密的阴离子电荷密 度在水泥孔隙里度在水泥孔隙里 的影响的影响 目录 1. 引言 2、材料与方法 3、实验测定聚羧酸pc样品特定的阴离子 的电荷密度各种条件 4、结论 摘要 摘要 聚羧酸系减 水剂具体的 阴离子电荷 密度可以与 一个阳离子 的聚电解质 通过滴定法 实验确定 在这项研究中，测量多数聚羧在这项研究中，测量多数聚羧 酸盐阴离子的电荷密度以甲基酸盐阴离子的电荷密度以甲基 丙烯酸甲酯化学成分为依据，丙烯酸甲酯化学成分为依据， 在水溶液里在水溶液里phph分别为分别为7和和12.6。 而阴离子电荷减少的变化，取而阴离子电

2、荷减少的变化，取 决于的聚羧酸盐结构。决于的聚羧酸盐结构。聚合物聚合物 分子链之间产生物理的空间阻分子链之间产生物理的空间阻 碍作用，防止水泥颗粒的凝聚碍作用，防止水泥颗粒的凝聚。 摘要 聚羧酸系减 水剂具体的 阴离子电荷 密度可以与 一个阳离子 的聚电解质 通过滴定法 实验确定 在pc分子中具有大量的 coo-，ca2 +协调单齿，形 成阴离子络合物。其吸附行为 是由焓从pc和水泥的表面之 间的静电引力确定推导出增进 的。这样，利用电荷滴定的方 法比较简单，它可能是评估的 静电吸引力，除了熵增益，背 后的驱动力是聚羧酸酯在水泥 表面吸附，从而决定其有效性 作为分散剂。 摘要 因此，聚羧酸减水

3、剂相因此，聚羧酸减水剂相 比其他减水剂不仅减水率比其他减水剂不仅减水率 高，坍落度保持久，而且高，坍落度保持久，而且 掺量更小。掺量更小。 引言 1 他们是带由负电荷的梳状羧基骨干接枝 侧链聚合而成的,主要是聚氧化乙烯单体。 聚羧酸减水剂的分子结构中，主链上的 烷基具有憎水性，侧链上长短不一的各 种大小基团具有亲水性，形成梳型高分 子链。主链为骨架，侧链为功能性官能 团，对聚羧酸减水剂的性能有决定作用。 聚羧酸减水剂分子的设计主要决定于各 个官能团的作用机理。 聚羧酸系聚羧酸系 （pcspcs）是）是 分散力很分散力很 强的高效强的高效 减水剂常减水剂常 用在水泥用在水泥 颗粒混凝颗粒混凝 土

4、和砂浆土和砂浆 中中 混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水 基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水 基团指向水溶液，构成单分子或多分子 层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附， 使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷， 于是在同性相斥的作用下，不但能使水 泥水体系处于相对稳定的悬浮状态， 而且，能使水泥在加水初期所形成的絮 凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内 的水释放出来，达到减水的目的。 1、引言 1 2、材料与方法 2.1、四氯乙烯（pce）的制 备 2.2、水泥 2.3、电荷滴定 2.1、四氯乙烯（pce）的制备 将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯 基烯丙酯大单体分别用去离子水配成浓度为20%

5、的水 溶液。在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈 烧瓶中分批滴加单体及引发剂，滴加完毕后在75 下保温反应一定时间。反应结束后，用浓度为20%的 naoh水溶液调节ph值至78，得到浓度约为20%的 黄色或红棕色聚羧酸减水剂。 粗略合成 2.22.2、水泥、水泥 水泥孔隙水泥孔隙phph为为12.6 （质量（质量%）54.6%：c3s硅酸三硅酸三 钙，钙，c2s硅酸二钙硅酸二钙 c3a 铝酸三铝酸三 钙立方钙立方6.1%，20.6%，正交，正交 2.8%，c4af铁铝酸四钙铁铝酸四钙 8.5%， 游离氧化钙游离氧化钙1.7%，caso4 2h2o1 /2.2%，caso42.4 %， 硫酸钙

6、硫酸钙2h2o 0%。 2.3、电荷滴定 本研究中使用的方法是用滴定实验测本研究中使用的方法是用滴定实验测 定聚合物电解质高效减水剂阴离子的定聚合物电解质高效减水剂阴离子的 电荷密度电荷密度 。这方法是基于流动电流。这方法是基于流动电流 的测量通过吸附在聚合物表面分子产的测量通过吸附在聚合物表面分子产 生的移动电荷。第一、通过加入一个生的移动电荷。第一、通过加入一个 带相反电荷的聚电解质。第二、聚电带相反电荷的聚电解质。第二、聚电 解质复合物中和形成的电荷。解质复合物中和形成的电荷。 3、实验测定聚羧酸pc样品特定的阴 离子的电荷密度各种条件影响 3.1、ph值对pc的阴离子的影响 3.2、钙

7、离子的影响 3.3、水泥孔隙的影响 3.1、ph值对pc的阴离子的影响 所有的聚羧酸盐阴离子的电荷密度样品随所有的聚羧酸盐阴离子的电荷密度样品随 ph值从值从7提高到提高到12.6之间，取决于分子结之间，取决于分子结 构。的这种效果的原因是羧酸基团去质子构。的这种效果的原因是羧酸基团去质子 化。实验测定化。实验测定pcpc聚合物的阴离子的电荷从聚合物的阴离子的电荷从 来没有达到他们的电荷值的计算，这表明来没有达到他们的电荷值的计算，这表明 反离子凝聚的反离子凝聚的na +na +离子产生。离子产生。na +na +周围的周围的 带负电荷的离子聚合物主链不完全取代聚带负电荷的离子聚合物主链不完全

8、取代聚 季铵盐。因此，消耗聚季铵盐实现电荷中季铵盐。因此，消耗聚季铵盐实现电荷中 和理论预测。另一个潜在原因的差异是侧和理论预测。另一个潜在原因的差异是侧 链的空间位阻效应。链的空间位阻效应。 3.2、钙离子的影响 1 g / l ca2 + pc1 g / l ca2 + pc溶液在溶液在ph值为值为12.6， 结果本实验测定的阴离子电荷密度显着结果本实验测定的阴离子电荷密度显着 减少（图减少（图4）。这种混凝土类型的）。这种混凝土类型的pcpc中因中因 其优异的坍落度保持性能。由于羧酸基其优异的坍落度保持性能。由于羧酸基 团之间的强相互作用的效果钙离子。团之间的强相互作用的效果钙离子。 3

9、.33.3、水泥孔隙的影响、水泥孔隙的影响 在水泥孔隙中在水泥孔隙中pc的阴离子的电荷密度甚至的阴离子的电荷密度甚至 是更多的减少。再次，是更多的减少。再次，pc影响最高侧链密影响最高侧链密 度。显然，这影响钙络合和离子缩合。反度。显然，这影响钙络合和离子缩合。反 离子凝结在聚电解质是众所周知的具有高离子凝结在聚电解质是众所周知的具有高 离子强度的液体发挥了重大作用，如水泥离子强度的液体发挥了重大作用，如水泥 孔隙溶液。这种方式，反离子可以减少并孔隙溶液。这种方式，反离子可以减少并 解决了解决了pc和粘合剂表面之间的静电引力，和粘合剂表面之间的静电引力， 因此其吸附的影响行为。聚乙烯氧化物通因

10、此其吸附的影响行为。聚乙烯氧化物通 过醚氧自由电子与过醚氧自由电子与ca2 +在羧酸基团的缺失。在羧酸基团的缺失。 因此，阴离子电荷的聚羧酸系可以进一步因此，阴离子电荷的聚羧酸系可以进一步 降低降低 4 4、结论、结论 我们的实验表明，在水泥孔隙溶液，聚羧酸分子存在我们的实验表明，在水泥孔隙溶液，聚羧酸分子存在 的不同量的钙离子大分子络合配体绑定到其主链。此的不同量的钙离子大分子络合配体绑定到其主链。此 外，聚合物的支链周围的阳离子从反离子冷凝造成的。外，聚合物的支链周围的阳离子从反离子冷凝造成的。 根据具体聚合物的结构，这些影响会导致极低离子电根据具体聚合物的结构，这些影响会导致极低离子电

11、荷这可能会降低的吸附能力和密度，从而，荷这可能会降低的吸附能力和密度，从而，pc的分的分 散力的吸附过程中，该从反粘合剂的表面离子凝聚阳散力的吸附过程中，该从反粘合剂的表面离子凝聚阳 离子羧基和钙原子之间的中合作用。我们的实验提供离子羧基和钙原子之间的中合作用。我们的实验提供 了新的见解确定增塑剂吸附行为过程。利用电荷的相了新的见解确定增塑剂吸附行为过程。利用电荷的相 对简单的方法是滴定法，对混合物的吸附焓的贡献分对简单的方法是滴定法，对混合物的吸附焓的贡献分 子可以评估。在水泥孔隙溶液密度的子可以评估。在水泥孔隙溶液密度的pc也可能有助也可能有助 于测定实际的负电荷，具有相对高的理论的阴离子