聚羧酸系减水剂聚合理论、合成及性能研究

发布时间：2017-09-17 01:00

  本文关键词：聚羧酸系减水剂聚合理论、合成及性能研究

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【摘要】：聚羧酸系减水剂(PCEs)是性能优异的第三代减水剂,目前,文献对减水剂这类聚合物的聚合理论研究不多,因此,探讨PCEs聚合理论成为一项既有现实意义又有挑战的课题。以AA和TPEG为聚合单体,KPS为引发剂,在60℃下进行约5 min低转化率自由基聚合,并用GPC检测反应前后单体浓度变化,以此获取瞬时单体浓度和聚合物组成,进而求解单体的竞聚率。除了传统的Fineman-Ross正序/逆序法、Kelen-Tiidos正序/逆序法、YBR法,还引入Python及NumPy、SciPy、SymPy科学计算库,米用最小二乘非线性拟合,针对末端模型共聚物组成方程(NLLSQ-T)和前末端模型共聚物组成方程(NLLSQ-P),通过多次迭代获取更加准确的竞聚率值,测得竞聚率值为rAA= 10.888,r'AA= 1.131,rTPEG= 0.012,r'TPEG= 0.042。因为PCEs代表了一类具有强烈空间位阻的聚合物,所以前末端模型更加适用此类聚合物共聚行为的研究,并推导分析了前末端模型下的F-f曲线、F-f-C曲线以及N分布等方面。以AA和TPEG为聚合单体,KPS为引发剂,SMAS为链转移剂合成AA-TPEG-type PCEs,并对产品进行水泥净浆流动性测试。针对合成条件的优化,分别采用单因素试验设计和FWRN设计。结果发现,FWRN优化的PCEs的水泥净浆流动性最好,最佳的合成条件为:n(AA):n(TPEG):n(SMAS)= 3.5:1:0.256,m(KPS)/(m(AA)+m(TPEG))=3%,在75℃下进行4 h 24 min高转化率自由基聚合。对PCEs进行FTIR、GPC、TEM、TG、DLS、接触角、水泥净浆流动性、混凝土强度、复配等表征与性能测试;得知了AA-TPEG-type PCEs的理化性质和弯曲缠绕的分子形状,FWRN法制备的AA-TPEG-type PCEs在水泥水泥净浆流动性、混凝土强度、复配等方面表现优异。
【关键词】：聚羧酸系减水剂 竞聚率 前末端模型 多因素试验
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.042.2
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 文献综述11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 减水剂的研究进展11-14
• 1.2.1 第一代LS11-12
• 1.2.2 第二代SAF12-13
• 1.2.3 第三代PCEs13-14
• 1.3 竞聚率计算方法分类14-20
• 1.3.1 Fineman-Ross法14-15
• 1.3.2 Kelen-Tudos法15
• 1.3.3 Mayo-Lewis法15-16
• 1.3.4 YBR法16-20
• 1.4 Python与科学计算20
• 1.5 立题依据20-23
• 第二章 聚羧酸系减水剂聚合理论研究23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-24
• 2.2.1 主要试剂和仪器23-24
• 2.2.2 单体竞聚率测定24
• 2.3 NLLSQ-T和NLLSQ-P法24-26
• 2.4 前末端模型下共聚行为理论26-29
• 2.5 结果与讨论29-35
• 2.5.1 竞聚率测定29-33
• 2.5.2 共聚行为研究33-35
• 2.6 小结35-37
• 第三章 聚羧酸系减水剂合成及条件优化37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37-38
• 3.2.1 主要试剂和仪器37-38
• 3.2.2 AA-TPEG-type PCEs合成38
• 3.3 多因素试验(FWRN)设计38-40
• 3.4 结果与讨论40-47
• 3.4.1 单因素试验优化40-45
• 3.4.2 多因素试验(FWRN)优化45-47
• 3.5 小结47-49
• 第四章 聚羧酸系减水剂表征及性能测试49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 主要试剂和仪器49-50
• 4.3 GPC测试50-51
• 4.4 FTIR测试51-52
• 4.5 接触角测试52
• 4.6 DLS测试52-53
• 4.7 离子对减水剂粒径的影响测试53-54
• 4.8 TEM测试54-55
• 4.9 TG测试55-56
• 4.10 复配测试56-57
• 4.11 混凝土强度测试57-58
• 4.12 小结58-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 5.1 工作总结59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-75
• 附录75-77
• 攻读学位期间取得的研究成果77-78
• 致谢78-79
• 个人简况及联系方式79-81

【参考文献】

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1 陈宝t，

本文编号：866311