聚羧酸系減水劑的合成原理及方法

1、聚羧酸系減水劑的合成原理及方法綜述了聚羧酸系減水劑的合成原理及方法， 討論了其減水機(jī)理并 對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比，最后還論述了聚羧酸減水劑的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng) 用前景。聚羧酸系有機(jī)材料目前受到廣泛關(guān)注，它主要用于商品混凝土減 水劑、洗滌添加劑、涂料及油墨中的顏料分散劑等領(lǐng)域。該類表面活 性劑具有優(yōu)良的洗滌、滲透、分散、乳化、破乳等性能，特別是具有 低溫洗滌效果好、耐硬水、生物降解性能好、配位性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因 此，應(yīng)用范圍很廣，將聚羧酸型高分子用作商品混凝土減水劑的歷史 不長(zhǎng)，日本是其首要研究開(kāi)發(fā)國(guó)和使用國(guó)。近年來(lái)，聚羧酸減水劑在 商品混凝土業(yè)中被廣泛接受，并受到國(guó)內(nèi)外商品混凝土外加劑研究者 及使用者的

2、日益關(guān)注。究其原因，與傳統(tǒng)的減水劑萘磺酸和磺化三聚 氰胺縮合物相比，他們能在低摻量下賦予商品混凝土高分散性、 流動(dòng) 性及高分散體系穩(wěn)定性防止坍落度損失。同時(shí)，工業(yè)萘價(jià)格上漲、萘 系減水劑生產(chǎn)周期長(zhǎng)、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題日益突出也使聚羧酸系減 水劑的應(yīng)用勢(shì)在必行。目前，日本常用高效引氣減水劑的主要成分正 從萘磺酸鹽加反應(yīng)性高分子向聚羧酸系過(guò)渡，歐美各國(guó)亦緊追其后。 有關(guān)聚羧酸減水劑研究進(jìn)展特別是對(duì)該類減水劑制備原理、作用機(jī) 理、發(fā)展前景等方面綜述報(bào)道較少。筆者擬對(duì)該類減水劑的制備原理、 作用機(jī)理、發(fā)展前景等方面研究進(jìn)展做一綜述。1制備原理 聚羧酸鹽高性能減水劑是由帶有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧

3、乙烯 側(cè)鏈等的大分子化合物，在水溶液中，通過(guò)自由基共聚原理合成的具 有梳型結(jié)構(gòu)的高分子表面活性劑。合成聚羧酸鹽高性能減水劑所需的 主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、烯 丙基磺酸鈉、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基 聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在 聚合過(guò)程中可采用的引發(fā)劑為：過(guò)硫酸鹽水性引發(fā)劑、過(guò)氧化苯甲酰、 偶氮二異丁氰；鏈轉(zhuǎn)移劑有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及 異丙醇等。2作用機(jī)理聚羧酸鹽高性能減水劑是一種新型減水劑，具有許多突出的優(yōu) 點(diǎn)，但其作用機(jī)理目前尚未完全清楚，以下是其中的一些觀點(diǎn)：(1)聚羧酸類聚合

4、物對(duì)水泥有較為顯著的緩凝作用，主要由于羧 基充當(dāng)了緩凝成分，R-CO0與Ca2+離子作用形成絡(luò)合物，降低溶 液中的Ca2+離子濃度，延緩Ca(0H)2形成結(jié)晶，減少C-H-S凝膠的 形成，延緩了水泥水化。(2)羧基(-COOH)，羥基(-0H)，胺基(-NH2)，聚氧烷基(-O-R)n 等與水親和力強(qiáng)的極性集團(tuán)主要通過(guò)吸附、分散、濕潤(rùn)、潤(rùn)滑等表面 活性作用，對(duì)水泥顆粒提供分散和流動(dòng)性能，并通過(guò)減少水泥顆粒間 摩擦阻力，降低水泥顆粒與水界面的自由能來(lái)增加新拌商品混凝土的 和易性。同時(shí)聚羧酸類物質(zhì)吸附在水泥顆粒表面， 羧酸根離子使水泥 顆粒帶上負(fù)電荷，從而使水泥顆粒之間產(chǎn)生靜電排斥作用并使水泥顆 粒分散，導(dǎo)致抑制水泥漿體的凝聚傾向(DLVO理