马来酸酐型聚羧酸系减水剂的合成及其性能的研究
本文关键词:马来酸酐型聚羧酸系减水剂的合成及其性能的研究,,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:根据聚羧酸系减水剂微观结构的特点,从分子设计角度出发,对聚合物的结构进行了优化,制备出一系列马来酸酐型聚羧酸系减水剂。其中包括两个体系:一个体系是以马来酸酐为单体,通过与具有不同亲水长链的单体进行聚合,制备聚马来酸酐系减水剂;另一个体系是以马来酰亚胺和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、马来酸酐(MAH)和丙烯酸(AA)等单体为原料,制备马来酰亚胺系减水剂。探讨了两种体系减水剂的应用性能,并对马来酰亚胺系减水剂的作用机理进行了初步探讨。以对氯甲基苯乙烯(CSt)、马来酸酐(MAH)、蔗糖(SUE)和聚乙二醇(PEG)为单体,合成聚马来酸酐系减水剂苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖(SAMSUE)和苯乙烯-马来酸酐接枝聚乙二醇(SAMPEG)。并对其结构进行表征。以分散性能为指标设计正交试验,结果表明,以最优反应条件制备的减水剂,在掺量为0.3wt%时,净浆流动度分别为320mm和285mm,减水率分别为27.9%和26.3%。以MAH、碳酰胺(Urea)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料,制各马来酰亚胺系减水剂单体N-氨基甲酰马来酰亚胺(NCM)、N-氨基甲酰马来酸(NCMA)和N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM),并对其结构进行表征。以烯丙基聚乙二醇(APEG)、NCMA、SMAS、MPNCM, AA和MAH为原料,制备马来酰亚胺系减水剂马来酸酐-甲基丙烯磺酸钠-N-聚乙二醇单甲醚-N'-氨基甲酰马来酰亚胺(MSM)、丙烯酸-甲基丙烯磺酸钠-N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MSA)和N-氨基甲酰马来酸-甲基丙烯磺酸钠-烯丙基聚乙二醇(NSA),并对其结构进行表征。以净浆流动度为试验指标,设计正交试验,结果表明:以最优工艺条件下合成出的减水剂,在掺量为0.2wt%,时净浆流动度和减水剂分别为288mm和26.6%,298mm和27.7%,311 mm和25.7%。以吸附量和Zeta电位为试验指标,探讨了MSM、MSA和NSA的作用机理。结果表明:当减水剂分子与水泥颗粒接触时,减水剂分子中的阴阳活性基团与水泥颗粒表面的阴阳离子发生静电作用和络合作用,减水剂分子吸附在水泥颗粒表面,形成一层双电子吸附层,使水泥浆体稳定。
【关键词】:马来酸酐 聚羧酸系减水剂 马来酰亚胺 烯丙基聚乙二醇 作用机理
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528.042.2
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 绪论10-20
- 1.1 概述10
- 1.2 减水剂10-11
- 1.2.1 减水剂的概况10
- 1.2.2 减水剂的分类10-11
- 1.3 PCE减水剂11-17
- 1.3.1 PCE的种类12-13
- 1.3.2 PCE特点13-15
- 1.3.3 PCE的作用机理15-16
- 1.3.4 PCE的研究进展16-17
- 1.4 本文研究意义及目的、内容和创新点17-18
- 1.4.1 研究目的17-18
- 1.4.2 研究的意义18
- 1.4.3 主要内容18
- 1.5 本文的创新点18-20
- 第2章 原料及试验方法20-25
- 2.1 实验原料及设备20-22
- 2.1.1 单体合成原料20
- 2.1.2 减水剂合成原料20-21
- 2.1.3 测试原料21-22
- 2.1.4 实验仪器、设备22
- 2.2 试验与测试方法22-25
- 2.2.1 净浆流动度的测定22-23
- 2.2.2 水泥胶砂减水率的测定23
- 2.2.3 混凝土抗压强度的测定23
- 2.2.4 坍落度的测定23
- 2.2.5 Zeta电位测定23-24
- 2.2.6 吸附量的测定24-25
- 第3章 聚马来酸酐系减水剂的制备与性能25-37
- 3.1 引言25
- 3.2 实验部分25-27
- 3.2.1 SAMSUE和SAMPEG的合成25-26
- 3.2.2 正交试验的设计26-27
- 3.3 结果与讨论27-35
- 3.3.1 结构表征27-29
- 3.3.2 正交试验结果29-30
- 3.3.3 单因素试验分析30-33
- 3.3.4 性能评价33-35
- 3.4 本章小节35-37
- 第4章 马来酰亚胺系减水剂的制备与性能37-77
- 4.1 引言37
- 4.2 阳离子活性单体37-47
- 4.2.1 NCM、NCMA和MPNCM的合成37-38
- 4.2.2 活性单体结构表征38-42
- 4.2.3 正交试验设计及结果分析42-44
- 4.2.4 MPNCM单因素分析44-47
- 4.3 MSM减水剂47-56
- 4.3.1 MSM的合成47-48
- 4.3.2 MSM结构表征48-49
- 4.3.3 正交试验设计及结果分析49-50
- 4.3.4 单体摩尔比对净浆流动度的影响50-51
- 4.3.5 引发剂用量对净浆流动度的影响51-52
- 4.3.6 反应条件对净浆流动度的影响52-54
- 4.3.7 Zeta电位54-55
- 4.3.8 吸附量55-56
- 4.3.9 MSM应用性能56
- 4.4 MSA减水剂56-65
- 4.4.1 MSA的合成56-57
- 4.4.2 MSA的结构表征57-58
- 4.4.3 正交试验设计及结果分析58-59
- 4.4.4 引发剂用量对净浆流动度的影响59
- 4.4.5 反应条件对净浆流动度的影响59-61
- 4.4.6 投料方式对净浆流动度的影响61-62
- 4.4.7 Zeta电位62-64
- 4.4.8 吸附量64
- 4.4.9 MSA的应用性能64-65
- 4.5 NSA减水剂65-74
- 4.5.1 NSA的合成65
- 4.5.2 NSA结构表征65-67
- 4.5.3 正交试验设计及结果分析67-68
- 4.5.4 单体摩尔比对净浆流动度的影响68-69
- 4.5.5 引发剂用量对净浆流动度的影响69
- 4.5.6 反应温度对净浆流动度的影响69-71
- 4.5.7 Zeta电位71-72
- 4.5.8 吸附量72-74
- 4.5.9 NSA应用性能74
- 4.6 作用机理74-75
- 4.7 本章小节75-77
- 第5章 结论77-78
- 参考文献78-83
- 在学研究成果83-84
- 致谢84
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本文编号:257073
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