微波合成聚羧酸超塑化剂性能/热—非热效应研究

发布时间：2021-05-14 11:05

　　混凝土作为迄今为止全世界应用最广泛的人造土木工程材料,是建筑工业的“脊梁”。随着对混凝土材料与相关技术的不断更新改进,越来越多的新型高性能混凝土不断出现,混凝土向高流态、高强度、低污染、易施工的方向发展。聚羧酸超塑化剂（Polycarboxylic ether superplasticizer,PCE）的使用体现了混凝土发展的“绿色、节能、可持续”理念。随着世界能源的不断消耗及环境的日益恶化,建筑节能日趋成为各国关注的焦点。常规法合成PCE存在工艺复杂、耗时长、能源消耗大等缺点,而微波合成（Microwave assisted synthesis,MAS）PCE技术,因具有清洁、高效、靶向等特点而倍受青睐。基于以上现实需求与研究现状,本文采用微波催化仪合成PCE（MAS-PCE）,研究了MAS-PCE的制备工艺、聚合反应体系热-非热效应、微观聚合动力学、PCE在水泥浆体中吸附分散的性能以及该浆体的流变性能。（1）以水泥净浆流动度为表征分散性能的指标,与常规法合成（Conventional heating synthesis,CHS）PCE进行对比,研究了MAS-PCE工艺参数对其分散性... 

【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：190 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 微波能
        1.2.1 微波
        1.2.2 微波加热特点
        1.2.3 微波作用机理
        1.2.4 微波热效应与非热效应
    1.3 微波应用于高分子合成领域国内外研究现状
        1.3.1 微波应用于本体聚合
        1.3.2 微波应用于溶液聚合
        1.3.3 微波应用于乳液聚合
        1.3.4 微波应用功能高分子的制备
    1.4 微波应用于混凝土超塑化剂合成的国内外研究现状
        1.4.1 国内外传统加热法合成功能型PCE研究进展
        1.4.2 国内外微波法合成超塑化剂的研究进展
    1.5 课题的提出
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 主要研究内容与技术路线
第二章 主要实验材料与方法
    2.1 原材料
        2.1.1 水泥
        2.1.2 聚羧酸超塑化剂
    2.2 主要试验方法
        2.2.1 新拌水泥浆体流动度及经时损失测定
        2.2.2 反应溶液等效介电常数的测定
        2.2.4 聚合反应转化率的测定
        2.2.5 聚合反应速率的测定
        2.2.6 聚合反应活化能的测定
        2.2.7 微波聚合反应磁作用因子的测定
        2.2.8 聚合物分子量及其分布
        2.2.9 聚合物的提纯
        2.2.10聚合物的红外分析
        2.2.11聚合物流体力学半径的测定
        2.2.12聚合物吸附量测定
        2.2.13流变性能的测定
第三章 MAS-PCE的合成工艺研究
    3.1 微波聚合反应的加料方式
    3.2 聚合反应的正交试验设计
    3.3 不同因素对聚合反应体系的影响
        3.3.1 主链电荷密度对聚合反应体系的影响
        3.3.2 引发剂对聚合反应体系的影响
        3.3.3 链转移剂对聚合反应体系的影响
        3.3.4 聚合温度对聚合反应体系的影响
        3.3.5 反应时间对聚合反应体系的影响
        3.3.6 微波功率对聚合反应体系的影响
    3.4 本章小结
第四章 微波合成聚羧酸超塑化剂的热效应研究
    4.1 BP人工神经网络终端开路同轴探针法测定反应介质等效介电常数
    4.2 影响介质介电常数的因素
    4.3 聚羧酸超塑化剂聚合体系反应介质与微波的相互作用
        4.3.1 微波场中TPEG的介电特性
        4.3.2 微波场中AA的介电特性
        4.3.3 微波场中TGA的介电特性
        4.3.4 微波场中H2O2的介电特性
        4.3.5 微波场中Vc的介电特性
    4.4 聚羧酸超塑化剂合成混合溶液体系介电特性的研究
    4.5 本章小结
第五章 聚羧酸超塑化剂聚合动力学研究
    5.1 聚羧酸超塑化剂微波聚合动力学研究
        5.1.1 单体浓度对微波聚合速率的影响
        5.1.2 引发剂浓度对微波聚合速率的影响
        5.1.3 链转移剂对微波聚合速率的影响
        5.1.4 微波功率对聚合速率的影响
        5.1.5 聚合温度对微波聚合速率的影响
        5.1.6 微波聚合速率常数k1的确定
    5.2 聚羧酸超塑化剂热聚合动力学研究
        5.2.1 单体浓度对热聚合速率的影响
        5.2.2 引发剂浓度对热聚合速率的影响
        5.2.3 链转移剂对热聚合速率的影响
        5.2.4 温度对热聚合速率的影响
        5.2.5 热聚合速率常数k2的确定
    5.3 聚羧酸超塑化剂微波聚合与热聚合速率对比研究
        5.3.1 不同加热方式下单体浓度对聚合速率的影响
        5.3.2 不同加热方式下引发剂浓度对聚合速率的影响
        5.3.3 不同加热方式下链转移剂浓度对聚合速率的影响
        5.3.4 不同加热方式下温度对聚合速率的影响
    5.4 本章小结
第六章 微波合成聚羧酸超塑化剂的非热效应研究
    6.1 聚合反应微观动力学参数
        6.1.1 聚合反应的活化能与指前因子
        6.1.2 微波聚合反应中的电磁作用因子
    6.2 聚羧酸超塑化剂分子参数
        6.2.1 聚羧酸超塑化剂的分子量及其分布
        6.2.2 聚羧酸超塑化剂的流体力学半径
        6.2.3 聚羧酸分子结构FTIR表征分析
    6.3 本章小结
第七章 MAS-PCE对新拌水泥浆体吸附分散/流变性能研究
    7.1 聚羧酸超塑化剂吸附分散性能研究
    7.2 新拌水泥浆体流变性能研究
        7.2.1 不同条件下新拌水泥浆体屈服应力与塑性粘度研究
        7.2.2 不同条件下新拌水泥浆体触变性研究
    7.3 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要研究结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]树枝状聚酰胺在水泥颗粒表面的吸附性能及对水泥浆体性能的影响[J]. 孔祥明,候珊珊,卢子臣.  硅酸盐学报. 2014(11)
[2]新拌水泥浆体絮凝结构与流变行为及有效体积分数的关系(英文)[J]. 张力冉,王栋民,潘佳,李娟,王芳.  硅酸盐学报. 2014(09)
[3]抗腐蚀共面微带结构介电常数测量方法[J]. 骆延,樊磊,杨阳,黄卡玛.  太赫兹科学与电子信息学报. 2014(02)
[4]Multi-level Flocculation Structures of Fresh Cement Paste by Confocal Laser Scanning Microscope[J]. 张力冉,王栋民,ZHANG Weili.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(02)
[5]“热效应”或“非热效应”——微波加热反应机理探讨[J]. 王陆瑶,孟东,李璐.  化学通报. 2013(08)
[6]超塑化剂对新拌水泥浆体多级絮凝结构的影响[J]. 王栋民,张力冉,张伟利,郝兵.  建筑材料学报. 2012(06)
[7]非接触式物料水分传感器[J]. 咸婉婷,张宪,刘其中.  传感器与微系统. 2012(10)
[8]智能缓释型减水剂在商品混凝土行业中的应用[J]. 王友奎,赵帆.  商品混凝土. 2011(12)
[9]丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵共聚动力学[J]. 毕可臻,张跃军.  应用化学. 2011(12)
[10]微波化学中微波的热与非热效应研究进展[J]. 马双忱,姚娟娟,金鑫,崔基伟,马京香.  化学通报. 2011(01)

博士论文
[1]自密实轻骨料混凝土性能研究[D]. 张云国.大连理工大学 2009
[2]新型聚羧酸系减水剂的合成及其性能研究[D]. 李崇智.清华大学 2004
[3]超支化聚合物的分子设计、合成、表征及功能化研究[D]. 高超.上海交通大学 2001

硕士论文
[1]缓释型聚羧酸减水剂的研究与制备[D]. 李慧群.北京工业大学 2010
[2]聚醚基超塑化剂的制备与性能[D]. 王晓丰.北京工业大学 2008
[3]乳液聚合法合成高相对分子质量聚乙烯醇的研究[D]. 李蕾.中北大学 2007
[4]新型氨基磺酸系高性能减水剂的合成及其性能研究[D]. 钱中秋.重庆大学 2006



本文编号：3185528