新型减缩性聚羧酸减水剂制备及其基本性能
发布时间：2021-11-14 12:13
本研究基于毛细管张力学说,以降低孔溶液表面张力达到抑制水泥基材料收缩的作用,在降低溶液表面张力最强的一系列表面活性剂中选择了碳氟表面活性剂作为减缩单体,通过自由基共聚反应,将其引入到聚羧酸减水剂的分子结构中,制备含氟的新型减缩性聚羧酸减水剂。本研究采用单一变量法,研究聚合反应参数对含氟的减缩性聚羧酸减水剂基本性能的影响规律,确定出最优聚合工艺参数为:反应温度80℃,单体滴加2h,后续保温2h,反应物浓度为50%,各反应单体配比为n（TPEG）:n（AA）:n（Fm）=1:4.5:1,式中n、TPEG、AA、Fm分别表示单体物质的量、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、含氟减缩单体。采用上述最佳聚合参数,用6种氟原子数不同含或者不含甲基的减缩单体制备了各种减缩性减水剂来探讨氟原子数及所含甲基对减水剂性能的影响。通过凝胶渗透色谱、FTIR和19F NMR等对其分子结构进行表征,证明6组减水剂的转化率均大于85%,含氟减缩单体成功共聚到聚羧酸减水剂大分子中形成带含氟短侧链的新型聚羧酸减水剂。参考GB/T 8077-2012《混凝土外...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
减缩剂与水的相互作用[38]
1绪论9是最简单的不饱和酸，聚合速度较快，与本研究的减缩单体含氟(甲基)丙烯酸酯能较好的共聚。图1.3甲基烯丙基聚氧乙烯基醚分子的结构简式Fig.1.3CondensedstructuralformulaofTPEG-2400molecule图1.4丙烯酸分子结构简式Fig.1.4Condensedstructuralformulaofacrylicacidmolecule③聚合试验方法目前，工业上90%的含氟聚合物由自由基聚合而成，业界也提出了原子转移自由基、可逆加成-断裂链转移、单电子转移活性聚合、碘转移自由基聚合等方法，可应用于含氟聚合物的合成[80,81]。但是上述方法对反应条件要求较高，不适用于含氟的PCE的工业生产。本研究选择自由基聚合的方法进行FS-PCE的合成。自由基聚合又称游离基聚合，用自由基引发，使链生长自由基不断增长，自由基打开聚合单体分子中的双键，断开双键的分子之间进行重复多次的加成反应，各单体连接起来形成聚合物大分子。考虑到产品成本、使用和安全性等问题，减水剂的制备通常在水溶剂中进行，但本研究所选用的含氟单体均不溶于水，在水溶液中聚合时有一定难度；如果采用有机溶剂，聚合结束后产品的提纯难度较大、工序复杂，残留的有机溶剂可能会影响产品的应用性能。本研究经过多次探索试验后，将含氟单体在大单体TPEG充分溶解后再投料，TPEG溶解后等于提供了一个有机溶剂的环境，可以溶解含氟单体并进行聚合反应。一次投料、分批投料和连续滴加是合成减水剂常用的三种投料方法。一次投料操作简单，将反应所需的所有材料一次投入，但反应过程较难控制，试验结果的重复性差，产品的性能得不到保障。分批投料则是将材料在聚合过程中分批多次加入，该方法与一次加料相比，得到的产品稳定性更好，操作也不复杂。连续滴加是指在反应过程的一定时间内，缓慢的连续滴加单体和
1绪论9是最简单的不饱和酸，聚合速度较快，与本研究的减缩单体含氟(甲基)丙烯酸酯能较好的共聚。图1.3甲基烯丙基聚氧乙烯基醚分子的结构简式Fig.1.3CondensedstructuralformulaofTPEG-2400molecule图1.4丙烯酸分子结构简式Fig.1.4Condensedstructuralformulaofacrylicacidmolecule③聚合试验方法目前，工业上90%的含氟聚合物由自由基聚合而成，业界也提出了原子转移自由基、可逆加成-断裂链转移、单电子转移活性聚合、碘转移自由基聚合等方法，可应用于含氟聚合物的合成[80,81]。但是上述方法对反应条件要求较高，不适用于含氟的PCE的工业生产。本研究选择自由基聚合的方法进行FS-PCE的合成。自由基聚合又称游离基聚合，用自由基引发，使链生长自由基不断增长，自由基打开聚合单体分子中的双键，断开双键的分子之间进行重复多次的加成反应，各单体连接起来形成聚合物大分子。考虑到产品成本、使用和安全性等问题，减水剂的制备通常在水溶剂中进行，但本研究所选用的含氟单体均不溶于水，在水溶液中聚合时有一定难度；如果采用有机溶剂，聚合结束后产品的提纯难度较大、工序复杂，残留的有机溶剂可能会影响产品的应用性能。本研究经过多次探索试验后，将含氟单体在大单体TPEG充分溶解后再投料，TPEG溶解后等于提供了一个有机溶剂的环境，可以溶解含氟单体并进行聚合反应。一次投料、分批投料和连续滴加是合成减水剂常用的三种投料方法。一次投料操作简单，将反应所需的所有材料一次投入，但反应过程较难控制，试验结果的重复性差，产品的性能得不到保障。分批投料则是将材料在聚合过程中分批多次加入，该方法与一次加料相比，得到的产品稳定性更好，操作也不复杂。连续滴加是指在反应过程的一定时间内，缓慢的连续滴加单体和
【参考文献】：
期刊论文
[1]羟基羧酸类缓凝剂对水泥水化的缓凝机理[J]. 余鑫,于诚,冉千平,刘加平. 硅酸盐学报. 2018(02)
[2]高吸水树脂在水泥基材料中的早期吸水与释水行为[J]. 李明,王育江,王文彬,张建亮,田倩,刘加平. 硅酸盐学报. 2016(11)
[3]低收缩、降粘型聚羧酸减水剂的合成及其应用[J]. 王毅,钱珊珊,姜海东,郑春扬. 硅酸盐通报. 2016(08)
[4]本体聚合法制备保塑-减缩型聚羧酸系减水剂[J]. 孙振平,张建锋,王家丰. 同济大学学报(自然科学版). 2016(03)
[5]高性能聚羧酸混凝土减缩材料的合成与表征[J]. 陈宝璠. 硅酸盐通报. 2015(11)
[6]一种减缩型聚羧酸系减水剂的合成及性能评价[J]. 祝烨然,陈国新,黄国泓,王冬. 新型建筑材料. 2015(10)
[7]两种混凝土减缩剂的性能及其作用机理[J]. 左文强,田倩,冉千平,刘加平,高南箫,李华. 建筑材料学报. 2016(03)
[8]高强自密实混凝土的减缩措施[J]. 阎培渝,余成行,王强,张波. 硅酸盐学报. 2015(04)
[9]羟基羧酸盐聚合物对水泥水化进程的调控机理[J]. 谭洪波,汪杰,马保国,代柱端. 武汉理工大学学报. 2014(05)
[10]N’-3-（二甲基）-丙基-（N-全氟丁基磺酰基-N-烷基磺酰基）-氧化胺的合成及表面性能[J]. 龙光斗,肖舒,古丽米热·加帕,李中华,卢海燕,黄澄华,李训生. 有机氟工业. 2012(04)
博士论文
[1]氟表面活性剂的合成、性能及应用研究[D]. 沙敏.南京理工大学 2015
[2]“水泥—水—高效减水剂”系统的界面化学现象与流变性能[D]. 王子明.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]含不同减缩基团减缩型聚羧酸减水剂研究[D]. 刘凯.重庆大学 2018
[2]减缩剂和内养护对低水灰比水泥石自收缩的影响及其协同作用[D]. 张震.重庆大学 2017
[3]混凝土减缩剂的作用机理与作用条件[D]. 程正茂.重庆大学 2015
[4]水泥石的干燥收缩及其与微观结构的关系[D]. 王欣.重庆大学 2011
[5]新型含氟表面活性剂的制备研究[D]. 徐于娇.华东理工大学 2011
本文编号：3494617
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
减缩剂与水的相互作用[38]
1绪论9是最简单的不饱和酸，聚合速度较快，与本研究的减缩单体含氟(甲基)丙烯酸酯能较好的共聚。图1.3甲基烯丙基聚氧乙烯基醚分子的结构简式Fig.1.3CondensedstructuralformulaofTPEG-2400molecule图1.4丙烯酸分子结构简式Fig.1.4Condensedstructuralformulaofacrylicacidmolecule③聚合试验方法目前，工业上90%的含氟聚合物由自由基聚合而成，业界也提出了原子转移自由基、可逆加成-断裂链转移、单电子转移活性聚合、碘转移自由基聚合等方法，可应用于含氟聚合物的合成[80,81]。但是上述方法对反应条件要求较高，不适用于含氟的PCE的工业生产。本研究选择自由基聚合的方法进行FS-PCE的合成。自由基聚合又称游离基聚合，用自由基引发，使链生长自由基不断增长，自由基打开聚合单体分子中的双键，断开双键的分子之间进行重复多次的加成反应，各单体连接起来形成聚合物大分子。考虑到产品成本、使用和安全性等问题，减水剂的制备通常在水溶剂中进行，但本研究所选用的含氟单体均不溶于水，在水溶液中聚合时有一定难度；如果采用有机溶剂，聚合结束后产品的提纯难度较大、工序复杂，残留的有机溶剂可能会影响产品的应用性能。本研究经过多次探索试验后，将含氟单体在大单体TPEG充分溶解后再投料，TPEG溶解后等于提供了一个有机溶剂的环境，可以溶解含氟单体并进行聚合反应。一次投料、分批投料和连续滴加是合成减水剂常用的三种投料方法。一次投料操作简单，将反应所需的所有材料一次投入，但反应过程较难控制，试验结果的重复性差，产品的性能得不到保障。分批投料则是将材料在聚合过程中分批多次加入，该方法与一次加料相比，得到的产品稳定性更好，操作也不复杂。连续滴加是指在反应过程的一定时间内，缓慢的连续滴加单体和
1绪论9是最简单的不饱和酸，聚合速度较快，与本研究的减缩单体含氟(甲基)丙烯酸酯能较好的共聚。图1.3甲基烯丙基聚氧乙烯基醚分子的结构简式Fig.1.3CondensedstructuralformulaofTPEG-2400molecule图1.4丙烯酸分子结构简式Fig.1.4Condensedstructuralformulaofacrylicacidmolecule③聚合试验方法目前，工业上90%的含氟聚合物由自由基聚合而成，业界也提出了原子转移自由基、可逆加成-断裂链转移、单电子转移活性聚合、碘转移自由基聚合等方法，可应用于含氟聚合物的合成[80,81]。但是上述方法对反应条件要求较高，不适用于含氟的PCE的工业生产。本研究选择自由基聚合的方法进行FS-PCE的合成。自由基聚合又称游离基聚合，用自由基引发，使链生长自由基不断增长，自由基打开聚合单体分子中的双键，断开双键的分子之间进行重复多次的加成反应，各单体连接起来形成聚合物大分子。考虑到产品成本、使用和安全性等问题，减水剂的制备通常在水溶剂中进行，但本研究所选用的含氟单体均不溶于水，在水溶液中聚合时有一定难度；如果采用有机溶剂，聚合结束后产品的提纯难度较大、工序复杂，残留的有机溶剂可能会影响产品的应用性能。本研究经过多次探索试验后，将含氟单体在大单体TPEG充分溶解后再投料，TPEG溶解后等于提供了一个有机溶剂的环境，可以溶解含氟单体并进行聚合反应。一次投料、分批投料和连续滴加是合成减水剂常用的三种投料方法。一次投料操作简单，将反应所需的所有材料一次投入，但反应过程较难控制，试验结果的重复性差，产品的性能得不到保障。分批投料则是将材料在聚合过程中分批多次加入，该方法与一次加料相比，得到的产品稳定性更好，操作也不复杂。连续滴加是指在反应过程的一定时间内，缓慢的连续滴加单体和
【参考文献】：
期刊论文
[1]羟基羧酸类缓凝剂对水泥水化的缓凝机理[J]. 余鑫,于诚,冉千平,刘加平. 硅酸盐学报. 2018(02)
[2]高吸水树脂在水泥基材料中的早期吸水与释水行为[J]. 李明,王育江,王文彬,张建亮,田倩,刘加平. 硅酸盐学报. 2016(11)
[3]低收缩、降粘型聚羧酸减水剂的合成及其应用[J]. 王毅,钱珊珊,姜海东,郑春扬. 硅酸盐通报. 2016(08)
[4]本体聚合法制备保塑-减缩型聚羧酸系减水剂[J]. 孙振平,张建锋,王家丰. 同济大学学报(自然科学版). 2016(03)
[5]高性能聚羧酸混凝土减缩材料的合成与表征[J]. 陈宝璠. 硅酸盐通报. 2015(11)
[6]一种减缩型聚羧酸系减水剂的合成及性能评价[J]. 祝烨然,陈国新,黄国泓,王冬. 新型建筑材料. 2015(10)
[7]两种混凝土减缩剂的性能及其作用机理[J]. 左文强,田倩,冉千平,刘加平,高南箫,李华. 建筑材料学报. 2016(03)
[8]高强自密实混凝土的减缩措施[J]. 阎培渝,余成行,王强,张波. 硅酸盐学报. 2015(04)
[9]羟基羧酸盐聚合物对水泥水化进程的调控机理[J]. 谭洪波,汪杰,马保国,代柱端. 武汉理工大学学报. 2014(05)
[10]N’-3-（二甲基）-丙基-（N-全氟丁基磺酰基-N-烷基磺酰基）-氧化胺的合成及表面性能[J]. 龙光斗,肖舒,古丽米热·加帕,李中华,卢海燕,黄澄华,李训生. 有机氟工业. 2012(04)
博士论文
[1]氟表面活性剂的合成、性能及应用研究[D]. 沙敏.南京理工大学 2015
[2]“水泥—水—高效减水剂”系统的界面化学现象与流变性能[D]. 王子明.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]含不同减缩基团减缩型聚羧酸减水剂研究[D]. 刘凯.重庆大学 2018
[2]减缩剂和内养护对低水灰比水泥石自收缩的影响及其协同作用[D]. 张震.重庆大学 2017
[3]混凝土减缩剂的作用机理与作用条件[D]. 程正茂.重庆大学 2015
[4]水泥石的干燥收缩及其与微观结构的关系[D]. 王欣.重庆大学 2011
[5]新型含氟表面活性剂的制备研究[D]. 徐于娇.华东理工大学 2011
本文编号：3494617
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