合成早强型聚羧酸减水剂的试验分析

化工工程师论文（精选范文10篇）之第四篇

　　摘要：聚羧酸减水剂是一种可以设计改良的减水剂类型， 通过选用不同类型的聚合单体、功能基团， 能够实现对共聚物分子结构的优化和改良， 从而合成出某方面性能更加优异的聚羧酸减水剂类型。文章主要以试验研究的方式， 探讨早强型聚羧酸减水剂的合成方法， 并对其合成性质做具体的分析， 希望能够对早强型聚羧酸减水剂的合成提供帮助。

　　关键词：早强型； 聚羧酸减水剂； 合成方法；

　　聚羧酸减水剂属于一种大分子共聚物，主要由羧基、氨基、磺酸基等功能基团构成。从其作为减水剂应用的原理来看，与传统的减水剂存在较大的差异，传统减水剂在实际应用中主要通过分子之间的静电排斥使水泥颗粒能够处于较为分散的状态[1];而聚羧酸减水剂在应用中除这种静电排斥作用力之外，还存在空间位阻作用力，这两种作用力的共同作用使水泥混凝土的分散能力和保持性能得到增强，因此加强对该类减水剂的深层次合成研究，具有十分积极的意义。

　　1、材料与方法

　　1.1 试验材料与仪器设备

　　本次试验使用的材料主要包括甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）、过硫酸铵（APS）、定制高分子量异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG）等，各试验材料等级主要以试剂级为主。试验中所使用的仪器设备主要包括水泥净浆搅拌机、红外光谱仪、温度计、四口烧瓶等。

　　1.2 合成方法

　　1）准备好试验所需材料和器材；2）向四口烧瓶内添加大单体、水、丙烯酰胺等原材料，然后对之进行适当加热，温度维持在30~50℃，采用搅拌器将各种原材料搅拌均匀；3）再向四口烧瓶内滴加适量的引发剂（APS水溶液），使其保温大约2 h左右；4）温度降到大约40℃时，向其中添加氢氧化钠溶液进行中和，其浓度在40%左右，同时注意对p H值进行调节，将其控制在pH 6左右，便能够得到聚羧酸减水剂[2].

　　2、试验分析

　　采用单因素法对聚羧酸减水剂的早强性能展开研究，经分析，影响因素主要包括不饱和酸种类、不饱和酸用量、聚合单体种类、中和剂种类等，下面对之带来的影响展开具体分析[3].

　　2.1 不饱和酸种类影响

　　在异丁烯醇聚氧乙烯醚和不饱和酸用量一定的情况下（1.0∶3.6），控制引发剂、聚合单体的种类和质量分数，然后对不饱和酸的种类做出改变，对比不同饱和酸种类早期的抗压强度（MPa）。

　　从相关的数据来看，采用丙烯酸作为聚羧酸减水剂的聚合单体，在早强性上，有更高的抗压强度。对其原因进行具体分析，主要可能在于甲基丙烯酸中的甲基对混凝土结构的凝固有一定的延缓作用从而影响到混凝土结构的早期强度。基于此， 在早强型聚羧酸减水剂的合成过程中，采用丙烯酸作为不饱和酸应用种类，将有助于提升砂浆抗压强度。

　　2.2 不饱和酸用量影响

　　在确定采用丙烯酸作为不饱和酸的情况下，控制引发剂、聚合单体的种类和质量分数，然后对不饱和酸用量做出调整，将其与异丁烯醇聚氧乙烯醚的比值控制在3.1~4.6,探究比值为3.1、3.6、4.1、4.6时水泥砂浆的抗压强度。

　　从相关数据可以看出，当异丁烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的比值为3.6时，砂浆抗压强度在1 d、2 d、3 d时的数值都达到最大。由此可以看出，在对聚羧酸减水剂进行合成时，宜将不饱和酸用量控制在异丁烯醇聚氧乙烯醚∶丙烯酸=1.0∶3.6.

　　以同样的方式分别试验聚合单体种类、中和剂种类等，从中得出最佳的应用种类和剂量，从而形成最优化的早强型聚羧酸减水剂合成方案。

　　3、结论

　　通过众多的试验研究和分析，从中得出早强型聚羧酸减水剂合成的相关结论：1）采用丙烯酸作为不饱和酸应用种类，能够有效提升砂浆早期的抗压强度，使聚羧酸减水剂的早强性增强；2）采用异丁烯醇聚氧乙烯醚∶丙烯酸=1.0∶3.6的比例进行合成，能够适当提升聚羧酸减水剂的早强性；3）相较于氢氧化钠溶液，采用二乙醇胺作为中和剂，也能够在一定程度上提升聚羧酸减水剂的早强性能。本次试验在研究中还存在一定不足，为得到更加高效的减水剂，还需扩大试验材料的应用种类。

　　参考文献

　　[1]郭辉， 李昊楠， 曹潇月， 庄玉伟， 曹健， 张国宝。早强型聚羧酸系高分子减水剂的合成与应用[J].河南科学， 2019 （5） :700-705.
　　[2]徐忠洲， 周普玉， 范瑞波， 王小燕， 王丽秀。早强型聚羧酸高性能减水剂的合成及应用研究[J].新型建筑材料， 2019, 46 （2） :57-60.
　　[3]倪涛， 夏亮亮， 陶俊， 刘昭洋， 王进春。早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究[J].新型建筑材料， 2017, 44 （12） :74-76.