含聚丙二醇侧链的新型聚羧酸减水剂的合成与应用探索

发布时间：2017-09-15 00:05

  本文关键词：含聚丙二醇侧链的新型聚羧酸减水剂的合成与应用探索

  更多相关文章： 聚羧酸减水剂 聚丙二醇 嵌段聚醚 粘土抗性 回收多元醇

【摘要】：聚羧酸减水剂(Polycarboxylate Ether Superplasticizer,简称PCE)通常是利用丙烯酸和烯丙基聚氧乙烯基醚共聚合成一种带有PEG长侧链的聚羧酸高聚物,所以PCE包裹在水泥颗粒表面上能形成较大的空间位阻,能更好的分散水泥颗粒,这也是PCE对水泥的分散性能好于木质素磺酸盐和萘系磺酸盐为代表的前两代减水剂。由于PCE的减水率高,而且具有分子可设计性,从而合成具有不同功能的减水剂,如标准型、缓凝型等PCE,这也促使了PCE的应用越来越广,在市场中所占的份额也越来越大。目前PCE的研究方向已经逐渐转向合成带有特定功能的PCE,本课题研究了利用PPG或嵌段聚醚合成具有粘土抗性的PCE,还利用废旧聚氨酯回收的多元醇合成PCE。用PPG400合成抗粘土的PCE时,需要PPG400先与马来酸酐酯化,产物的水溶性对pH比较敏感,要中和至接近中性,并与丙烯酸钠共聚得到新型PCE。虽然新型PCE在蒙脱土上的吸附方式主要为表面吸附,吸附量较小,但是对水泥的分散性能和对粘土的抗性并不理想,所以不能用PPG400作为新型PCE的侧链,今后可以尝试利用更小分子量的PPG来合成具有粘土抗性的PCE。用两种PEG和PPG的三嵌段聚醚(PEG比例为50 wt%)合成具有粘土抗性的PCE是继PPG400之后的又一种尝试,先与马来酸酐酯化,然后与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠共聚得到新型PCE。虽然新型PCE对水泥的分散性能比cPCE略有下降,但是掺入蒙脱土后净浆流动度的下降比cPCE少,这与新型PCE在蒙脱土吸附量较小是一致的,原因可能是cPCE的吸附方式为表面吸附和层间吸附导致蒙脱土对cPCE的吸附能力远大于水泥,而新型PCE的吸附方式主要为表面吸附导致蒙脱土对新型PCE的吸附能力并未比水泥大太多。嵌段聚醚可以用来合成PCE,而且通过牺牲一定的分散性能获得一定的粘土抗性,下一步需要继续探索可以用来合成分散性能和粘土抗性都好的聚醚多元醇。废旧聚氨酯通过醇解法或糖酵解法得到多元醇,提纯以后可以与丙烯酸酯化合成大单体,然后在乙酸丁酯中与丙烯酸共聚得到产物。利用这种方法来合成PCE既充分利用废旧聚氨酯,又降低了PCE的合成成本,但是最终产物并不溶于水。下一步可以继续研究回收多元醇的降解问题,并尝试使用废旧聚氨酯降解得到的小分子多元醇合成PCE。
【关键词】：聚羧酸减水剂 聚丙二醇 嵌段聚醚 粘土抗性 回收多元醇
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.042.2;TQ317
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11-13
• 1.2 PCE研究现状13-19
• 1.2.1 PCE的作用机理13-14
• 1.2.2 PCE的合成方法14-17
• 1.2.3 PCE研究进展17-19
• 1.3 粘土对PCE分散性能的影响19-21
• 1.3.1 粘土与PCE的相互作用机理及吸附方式19
• 1.3.2 蒙脱土对PCE减水效果的影响19-21
• 1.4 研究意义及研究内容21-23
• 1.4.1 研究目的及意义21
• 1.4.2 研究内容21-23
• 第二章 含PPG侧链的PCE的合成与应用23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-31
• 2.2.1 主要材料及仪器23-26
• 2.2.2 酯化大单体的合成26
• 2.2.3 PCE的合成26-27
• 2.2.4 测试与表征27-31
• 2.3 结果与讨论31-40
• 2.3.1 酯化大单体的合成31-34
• 2.3.2 PCE的合成34-35
• 2.3.3 分子量表征35-37
• 2.3.4 固含量37
• 2.3.5 蒙脱土吸附量37
• 2.3.6 净浆流动度37-38
• 2.3.7 PCE在蒙脱土上的吸附方式38-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 含嵌段聚醚侧链的PCE的合成与应用41-55
• 3.1 引言41
• 3.2 实验部分41-45
• 3.2.1 主要材料及仪器41-43
• 3.2.2 酯化大单体的合成43
• 3.2.3 PCE的合成43-44
• 3.2.4 测试与表征44-45
• 3.3 结果与讨论45-53
• 3.3.1 酯化大单体的合成45-47
• 3.3.2 PCE的合成47-48
• 3.3.3 GPC表征48-49
• 3.3.4 固含量49
• 3.3.5 蒙脱土吸附量49-50
• 3.3.6 净浆流动度测试50-52
• 3.3.7 PCE在蒙脱土上的吸附方式52-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 基于PU泡沫回收多元醇的PCE的合成与应用55-67
• 4.1 引言55-56
• 4.2 实验部分56-59
• 4.2.1 主要材料及仪器56-57
• 4.2.2 回收多元醇的提纯57-58
• 4.2.3 回收多元醇的预处理58
• 4.2.4 酯化大单体的合成58
• 4.2.5 PCE的合成58-59
• 4.2.6 测试与表征59
• 4.3 结果与讨论59-65
• 4.3.1 回收多元醇的提纯59-62
• 4.3.2 回收多元醇的预处理62-64
• 4.3.3 酯化大单体的合成64-65
• 4.3.4 PCE的合成与可行性分析65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 主要结论67-68
• 5.2 后续研究工作的展望68-69
• 参考文献69-76
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77-78
• 附件78

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本文编号：853107