高强混凝土用聚丙烯酸钠粘度调节剂的合成与应用
发布时间：2021-10-09 00:30
随着国家建筑建设的逐渐发展,工程施工质量及过程对混凝土产生了新的要求,高强混凝土因具有良好的耐久性、工作性以及经济性成为行业发展的主流。在高强混凝土的拌制过程中,外加剂起到了极其重要的作用。聚丙烯酸钠粘度调节剂作为新一代粘度调节剂,可以满足现代化工程对混凝土粘度、坍落度、强度的要求。为了研发高性能聚丙烯酸钠粘度调节剂,充分利用聚丙烯酸钠粘度调节剂分子设计具有一定灵活性的特点,研究中采用了水溶液聚合的方式,选用最常用的HPEG大单体来提供分子侧链,丙烯酸为聚合单体,丙烯酰胺为辅助单体,过硫酸钾-次硫酸氢钠甲醛为引发体系,甲基丙烯磺酸钠为链转移剂,加入常温反应助剂XL-1,控制温度在30℃±5℃,合成出一种具有降粘性能的聚丙烯酸钠粘度调节剂NT-JN。利用单因素变量分析的方法,分别研究了不同的酸醚比、链转移剂用量、引发剂用量、滴加时间以及保温时间对聚丙烯酸钠粘度调节剂性能的影响。通过分析比较,得到了较优的合成配比,即当酸醚比为3.5∶1、链转移剂为0.4%、引发剂用量为0.4%、滴加时间为3 h、保温时间为0.5 h时,聚丙烯酸钠粘度调节剂的各项性能最优。利用红外光谱与分子量吸附性测试,从...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚丙烯酸钠粘度调节剂空间位阻作用效果图
山东建筑大学硕士学位论文13图1.2静电斥力作用示意图1.8.3基团及分子链聚丙烯酸钠粘度调节剂主要通过释放自由水达到降粘的目的。利用小单体中甲基基团的憎水性，调整聚丙烯酸钠分子的亲水亲油性能，从而降低聚丙烯酸钠分子的表面张力。当作用于水泥分子上时，水泥浆体中会释放出更多的自由水，降低拌合物的粘性，从而达到降粘效果。其中分子量较小的聚丙烯酸钠比分子量较高的聚丙烯酸钠在自由水中有着更高的自由度，具有更舒展的聚丙烯酸钠分子结构，能够促进分子在混凝土中更加快速的吸附分散。但是小分子量的聚丙烯酸钠具有较小的粘度，并且分子链也较大分子量聚合物略短。在混凝土拌制过程中，短分子链的聚合物分子也会于混凝土体系中形成水层膜，但是水膜较薄，不会过多的抑制体系内自由水的流动，从而能够更好地起到润滑的作用，进一步降低了混凝土的粘度。1.9研究内容和意义1.9.1研究内容（1）试验采用水溶液聚合的方式，选用市场最常用的HPEG作为聚合大单体，用来提供并接枝分子侧链。丙烯酸为聚合单体，丙烯酰胺为辅助单体，甲基丙烯磺酸钠为链转移剂，采用氧化还原体系进行反应引发，合成出一种具有降粘性能的聚丙烯酸钠粘度调节剂NT-JN。反应过程中加入常温反应助剂XL-1，使得聚合反应所需要的活化能能够满足常温反应的条件，即可以在常温（25℃~35℃）下进行。甲基基团具有憎水性，通过将甲基基团接枝在分子链上，可以提高聚丙烯酸钠粘度调节剂分子的表面张力，进而提高分散性能，以达到降粘的目的。（2）采用正交试验及其单因素变量的方法分别研究不同的酸醚配比、链转移剂占母液总质量百分比、引发剂占母液总质量百分比、滴加时间和保温时间对合成的聚丙烯酸
山东建筑大学硕士学位论文29影响。3.5聚丙烯酸钠粘度调节剂微观分析3.5.1聚丙烯酸钠粘度调节剂红外光谱分析采用酸醚比为3.5∶1、链转移剂用量为0.4%、引发剂用量为0.4%、滴加时间为3.0h、保温时间为0.5h，反应合成出性能最优的的聚丙烯酸钠粘度调节剂。对该工艺下合成的聚丙烯酸钠粘度调节剂进行了红外光谱测试，其测试结果如图3.5所示。由图3.5可知，3499.8cm-1处吸收峰是有-OH引起；2901.7cm-1附近处的吸收峰是为-COOH振动引起；在1598cm-1与1448cm-1处存在C=O振动，证明含有两个羧酸盐特征吸收峰。在指纹区1100cm-1附近为C-C(=O)-O基团的特征峰，且在3000cm-1附近处没有发现碳碳双键，说明单体已聚合。图3.5聚丙烯酸钠粘度调节剂的红外光谱3.5.2聚丙烯酸钠粘度调节剂分子量吸附测试分析将NT-JN分别与市场性能较优的降粘剂JP-W1与JP-W2进行等温吸附量对比测试，其结果分别如图3.6和图3.7所示。
本文编号：3425279
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚丙烯酸钠粘度调节剂空间位阻作用效果图
山东建筑大学硕士学位论文13图1.2静电斥力作用示意图1.8.3基团及分子链聚丙烯酸钠粘度调节剂主要通过释放自由水达到降粘的目的。利用小单体中甲基基团的憎水性，调整聚丙烯酸钠分子的亲水亲油性能，从而降低聚丙烯酸钠分子的表面张力。当作用于水泥分子上时，水泥浆体中会释放出更多的自由水，降低拌合物的粘性，从而达到降粘效果。其中分子量较小的聚丙烯酸钠比分子量较高的聚丙烯酸钠在自由水中有着更高的自由度，具有更舒展的聚丙烯酸钠分子结构，能够促进分子在混凝土中更加快速的吸附分散。但是小分子量的聚丙烯酸钠具有较小的粘度，并且分子链也较大分子量聚合物略短。在混凝土拌制过程中，短分子链的聚合物分子也会于混凝土体系中形成水层膜，但是水膜较薄，不会过多的抑制体系内自由水的流动，从而能够更好地起到润滑的作用，进一步降低了混凝土的粘度。1.9研究内容和意义1.9.1研究内容（1）试验采用水溶液聚合的方式，选用市场最常用的HPEG作为聚合大单体，用来提供并接枝分子侧链。丙烯酸为聚合单体，丙烯酰胺为辅助单体，甲基丙烯磺酸钠为链转移剂，采用氧化还原体系进行反应引发，合成出一种具有降粘性能的聚丙烯酸钠粘度调节剂NT-JN。反应过程中加入常温反应助剂XL-1，使得聚合反应所需要的活化能能够满足常温反应的条件，即可以在常温（25℃~35℃）下进行。甲基基团具有憎水性，通过将甲基基团接枝在分子链上，可以提高聚丙烯酸钠粘度调节剂分子的表面张力，进而提高分散性能，以达到降粘的目的。（2）采用正交试验及其单因素变量的方法分别研究不同的酸醚配比、链转移剂占母液总质量百分比、引发剂占母液总质量百分比、滴加时间和保温时间对合成的聚丙烯酸
山东建筑大学硕士学位论文29影响。3.5聚丙烯酸钠粘度调节剂微观分析3.5.1聚丙烯酸钠粘度调节剂红外光谱分析采用酸醚比为3.5∶1、链转移剂用量为0.4%、引发剂用量为0.4%、滴加时间为3.0h、保温时间为0.5h，反应合成出性能最优的的聚丙烯酸钠粘度调节剂。对该工艺下合成的聚丙烯酸钠粘度调节剂进行了红外光谱测试，其测试结果如图3.5所示。由图3.5可知，3499.8cm-1处吸收峰是有-OH引起；2901.7cm-1附近处的吸收峰是为-COOH振动引起；在1598cm-1与1448cm-1处存在C=O振动，证明含有两个羧酸盐特征吸收峰。在指纹区1100cm-1附近为C-C(=O)-O基团的特征峰，且在3000cm-1附近处没有发现碳碳双键，说明单体已聚合。图3.5聚丙烯酸钠粘度调节剂的红外光谱3.5.2聚丙烯酸钠粘度调节剂分子量吸附测试分析将NT-JN分别与市场性能较优的降粘剂JP-W1与JP-W2进行等温吸附量对比测试，其结果分别如图3.6和图3.7所示。
本文编号：3425279
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