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衣康酸类聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

作　者: 王玲
导　师: 赵永祥；王自为
学　校: 山西大学
专　业: 应用化学
关键词: 聚羧酸系减水剂 衣康酸 酯化反应 大单体 性能
分类号: TU528.042.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


聚羧酸系高性能减水剂是减水剂家族中的第三代产品,亦是目前高一代的减水剂产品。聚羧酸系高性能减水剂因其自身具有分散性好,使用范围广,减水率高,坍落度损失小,绿色环保等优点成为配制高性能混凝土的首选产品。本论文详细介绍了聚羧酸系高性能减水剂的国内外的研究应用现状,从聚羧酸系减水剂的合成方法及作用机理入手,通过分子设计,合成了新型的衣康酸类聚羧酸系减水剂。本文通过酯化反应制备了用于合成衣康酸大单体类聚羧酸系减水剂的单体—甲氧基聚乙二醇衣康酸单酯(MPEGIA),探讨了醇酸比、带水剂用量、催化剂用量、酯化温度和酯化时间等对酯化率的影响,成功制备了酯化大单体。采用自制的甲氧基聚乙二醇衣康酸单酯(MPEGIA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)小单体,在引发剂过硫酸铵引发体系中合成了衣康酸大单体类聚羧酸系减水剂,同时还研究了单体摩尔比、反应时间、反应温度等对水泥净浆流动度的影响,得出了最佳的合成工艺。本文还首次采用小单体衣康酸,在过硫酸盐作用下,与丙烯酸、烯丙基聚乙二醇共聚,合成了新型的衣康酸小单体类聚羧酸系减水剂。对合成中影响减水剂性能的各种因素进行了探讨,获得了合成该类减水剂的最佳工艺条件。利用凝胶色谱(GPC)和红外光谱仪(IR)对本文合成的两种减水剂进行了结构测试分析,表征了减水剂的分子量分布及减水剂的官能团。最后对所合成的衣康酸类聚羧酸系减水剂进行了性能表征及一系列的混凝土试验,结果表明自制的衣康酸类聚羧酸系减水剂在掺量较低的情况下,对多种水泥具有较好的相容性和坍落度保持性。

全文目录


中文摘要  11-12
ABSTRACT  12-14
第一章 综述  14-27
  1.1 前言  14-17
  1.2 聚羧酸系高效减水剂  17-21
  1.3 聚羧酸系高效减水剂的国内外研究进展  21-22
  1.4 聚羧酸系高效减水剂结构与性能的关系  22-23
  1.5 聚羧酸系减水剂的作用机理  23-24
  1.6 聚羧酸系减水剂的合成方法  24-25
  1.7 本论文研究的内容和意义  25-27
    1.7.1 本课题研究背景和意义  25
    1.7.2 本课题研究的主要内容  25-27
第二章 甲氧基聚乙二醇衣康酸单酯的合成  27-35
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-29
    2.2.1 主要试剂与仪器  27
    2.2.2 酯化原理  27-28
    2.2.3 合成方法  28-29
    2.2.4 酯化率测定方法  29
  2.3 单因素对酯化反应的影响  29-33
    2.3.1 醇酸比对酯化反应的影响  29-30
    2.3.2 催化剂用量对酯化反应的影响  30-31
    2.3.3 带水剂用量对酯化反应的影响  31
    2.3.4 酯化温度对酯化反应的影响  31-32
    2.3.5 酯化时间对酯化反应的影响  32-33
  2.4 酯化产物的表征  33-34
    2.4.1 红外光谱分析  33
    2.4.2 凝胶色谱分析  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章 衣康酸酯化大单体类聚羧酸系减水剂的合成  35-46
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-36
  3.3 实验装置  36
  3.4 试验方法  36-38
    3.4.1 衣康酸大单体类聚羧酸系减水剂的制备方法  36-37
    3.4.2 水泥净浆试验方法  37-38
  3.5 衣康酸大单体类聚羧酸系减水剂的合成原理  38-39
  3.6 合成聚羧酸系减水剂工艺条件的确定  39-43
    3.6.1 单体摩尔比对水泥净浆流动度的影响  39-40
    3.6.2 引发剂种类及用量对水泥净浆流动度的影响  40-41
    3.6.3 投料方式对水泥净浆流动度的影响  41-42
    3.6.4 合成浓度对减水剂性能的影响  42
    3.6.5 反应温度对水泥净浆流动度的影响  42-43
    3.6.6 反应时间对减水剂性能的影响  43
  3.7 衣康酸大单体类聚羧酸系减水剂的结构表征  43-45
    3.7.1 减水剂PC-1的红外(IR)结构分析  44
    3.7.2 减水剂PC-1的凝胶色谱(GPC)结构分析  44-45
  3.8 本章小结  45-46
第四章 衣康酸小单体类聚羧酸系减水剂的合成  46-55
  4.1 引言  46
  4.2 实验原料、仪器及方法  46-47
    4.2.1 试验原料  46-47
    4.2.2 试验设备及仪器  47
    4.2.3 试验方法  47
  4.3 衣康酸小单体类聚羧酸系减水剂的合成原理  47-48
  4.4 合成减水剂工艺条件的确定  48-52
    4.4.1 单体摩尔配比对水泥净浆流动度的影响  48
    4.4.2 聚氧乙烯链(-OCH_2CH_2-)链长度对水泥净浆流动度的影响  48-49
    4.4.3 引发剂用量对水泥净浆流动度的影响  49-50
    4.4.4 聚合温度对水泥净浆流动度的影响  50-51
    4.4.5 聚合时间对水泥净浆流动度的影响  51-52
  4.5 衣康酸小单体类聚羧酸系减水剂的结构表征  52-53
    4.5.1 减水剂PC-2的红外(IR)结构分析  52
    4.5.2 减水剂PC-2的凝胶色谱(GPC)结构分析  52-53
  4.6 本章小结  53-55
第五章 衣康酸类聚羧酸系减水剂的性能与应用研究  55-64
  5.1 实验材料及设备  55
  5.2 衣康酸类聚羧酸系减水剂的性能表征  55-57
    5.2.1 固含量  55-56
    5.2.2 pH值的测定  56
    5.2.3 起泡性测定  56
    5.2.4 电导率测定  56-57
  5.3 衣康酸类聚羧酸系减水剂与水泥相容性试验  57-58
  5.4 衣康酸类聚羧酸系减水剂的混凝土性能测试  58-63
    5.4.1 掺衣康酸类聚羧酸系减水剂混凝土塌落度测试  59-60
    5.4.2 混凝土凝结时间测试  60-61
    5.4.3 混凝土泌水率测试  61-62
    5.4.4 混凝土含气量测试  62
    5.4.5 混凝土抗压强度测试  62-63
  5.5 本章小结  63-64
第六章 结论与展望  64-66
  6.1 结论  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-72
作者简介及硕士期间发表的论文  72-73
致谢  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 一般性问题 > 原料及辅助物料 > 外加剂 > 减水剂
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