聚羧酸減水劑合成方法(聚羧酸減水劑的合成工藝是什么)
1.聚羧酸減水劑的合成工藝是什么
1.2 試驗過(guò)程1.2.1 PC減水劑的合成將丙烯酸、引發(fā)劑緩慢滴加（1~1.5h滴完）到溫度為80±2℃條件下的甲基丙烯磺酸鈉溶液中，攪拌讓其反應7h，生成一定分子量的主鏈MAS-AA。
在制得的聚合物MAS-AA中加入聚乙二醇與酯化催化劑，在溫度為100±5℃條件下攪拌讓其反應10h，待反應完成后，加入適量水溶解，用氫氧化鈉中和到pH=7，得到一定濃度（30%）的聚羧酸系減水劑溶液。1.2.2 不飽和單體含量測定在溴化鈉飽和的甲醇溶液中，加入溴后即得到三溴絡(luò )合物（溴合溴化鈉），在過(guò)量的三溴絡(luò )合物中，加入碘化鉀釋出碘，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋出的碘，從而可以計算樣品含雙鍵的濃度。
在丙烯酸與甲基丙烯磺酸鈉聚合過(guò)程中，取少量的溶液測定不飽和單體的余留濃度。1.2.3 酯化酸值的測定在MAS-AA與聚乙二醇酯化過(guò)程中通過(guò)測定單位質(zhì)量酯化反應物消耗標準NaOH溶液的體積來(lái)確定酯化反應物中H+的濃度，從而說(shuō)明酯化進(jìn)行的程度。
1.2.4水泥凈漿流動(dòng)度及流動(dòng)度損失 稱(chēng)取水泥300g，量取水87g，采用截錐圓模（Φ上=36mm，Φ下 B>=64mm,h=60mm）測定摻減水劑的凈漿流動(dòng)度及60min的凈漿流動(dòng)度損失。減水劑的摻入量均以固含量計算。
1.2.5 紅外光譜分析樣品以丙酮與異丙醇沉淀聚合物，過(guò)濾干燥后用KBR晶片涂膜制樣，采用PE580B型紅外光譜儀測定。2 結果與討論2.1溫度對聚合反應中雙鍵余留濃度的影響高性能減水劑的分子結構設計趨向是在高分子主鏈或側鏈上引入強極性基團羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等。
第一步丙烯酸與甲基丙烯磺酸鈉聚合過(guò)程中最主要是合成高分子主鏈，同時(shí)引入強極性基團羧基、磺酸基。共聚過(guò)程中溫度對體系達到平衡所用時(shí)間及雙鍵的平衡濃度有很大的影響。
而雙鍵余留濃度越高，極性基團的接枝率越低；反之極性基團的接枝率越高。如圖1所示當溫度為70℃時(shí)，反應8小時(shí)達到平衡，平衡時(shí)雙鍵余留濃度0.043mmol/g；當然溫度升高為80℃時(shí)，反應7小時(shí)可以達到平衡，平衡時(shí)雙鍵余留濃度降低為0.025mmol/g，當溫度升高到90℃時(shí)，反應平衡時(shí)間大約為6h，平衡時(shí)雙鍵余留濃度仍為0.025mmol/g；如果溫度較低，引發(fā)劑引發(fā)效率低，反應速度慢，達到平衡所用時(shí)間長(cháng)，雙鍵余留濃度較高，聚合轉化率較低，極性基團的接枝率亦低；溫度過(guò)高反應劇烈，不易控制；綜合考慮溫度控制在80℃左右比較適合。
2.2酯化反應中聚乙二醇投入量對水泥凈漿流動(dòng)度的影響高性能減水劑的分子結構設計趨向通過(guò)調節極性基與非極性基團比例和聚合物分子量增大減水性。通過(guò)酯化反應在MAS-AA上接枝聚乙二醇側鏈時(shí)，聚乙二醇的用對水泥凈漿流動(dòng)度有很大的影響。
圖2為第二步酯化聚乙二醇與第一步聚合丙烯酸的摩爾比與水泥凈漿流動(dòng)度的關(guān)系。當聚乙二醇用量較少時(shí)，酯化接枝聚乙二醇側鏈較少， 聚乙二醇側鏈不能有效的發(fā)揮立體位阻作用而提高分散性；當聚乙二醇用量較多時(shí)，聚乙二醇不能完全反應，減水劑中含有較多過(guò)量的聚乙二醇，降低減水劑的有效成份，影響減水劑的性能；綜合考慮聚乙二醇與丙烯酸的摩爾比為0.5比較合適。
2.3 酯化溫度、時(shí)間對酯化反應物酸值的影響第二步酯化反應中，聚乙二醇的OH與MAS—AA主鏈上的COOH在酸性催化劑的作用下酯化脫水。在反應中，COOH過(guò)量，聚乙二醇的兩個(gè)OH有可能同時(shí)酯化，導致減水劑分子結構破壞。
為了提高酯化率，防止雙酯的生成，應該嚴格控制溫度和反應時(shí)間。如圖3所示，當溫度80℃左右時(shí)，反應速度較慢，反應時(shí)間較長(cháng)，12h才能達到平衡，且平衡時(shí)H+濃度較高約為1.1mmol/g；當溫度為100℃時(shí)，10h能達到平衡，且平衡濃度約為1.0mmol/g；溫度為120℃反應6h以后會(huì )交聯(lián)，且不溶于水，聚乙二醇形成雙酯分子量過(guò)高。
綜合考慮，在100℃反應10h比較合適。
2.聚羧酸減水劑的合成工藝是什么
1.2 試驗過(guò)程1.2.1 PC減水劑的合成將丙烯酸、引發(fā)劑緩慢滴加（1~1.5h滴完）到溫度為80±2℃條件下的甲基丙烯磺酸鈉溶液中，攪拌讓其反應7h，生成一定分子量的主鏈MAS-AA。
在制得的聚合物MAS-AA中加入聚乙二醇與酯化催化劑，在溫度為100±5℃條件下攪拌讓其反應10h，待反應完成后，加入適量水溶解，用氫氧化鈉中和到pH=7，得到一定濃度（30%）的聚羧酸系減水劑溶液。1.2.2 不飽和單體含量測定在溴化鈉飽和的甲醇溶液中，加入溴后即得到三溴絡(luò )合物（溴合溴化鈉），在過(guò)量的三溴絡(luò )合物中，加入碘化鉀釋出碘，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋出的碘，從而可以計算樣品含雙鍵的濃度。
在丙烯酸與甲基丙烯磺酸鈉聚合過(guò)程中，取少量的溶液測定不飽和單體的余留濃度。1.2.3 酯化酸值的測定在MAS-AA與聚乙二醇酯化過(guò)程中通過(guò)測定單位質(zhì)量酯化反應物消耗標準NaOH溶液的體積來(lái)確定酯化反應物中H+的濃度，從而說(shuō)明酯化進(jìn)行的程度。
1.2.4水泥凈漿流動(dòng)度及流動(dòng)度損失 稱(chēng)取水泥300g，量取水87g，采用截錐圓模（Φ上=36mm，Φ下 B>=64mm,h=60mm）測定摻減水劑的凈漿流動(dòng)度及60min的凈漿流動(dòng)度損失。減水劑的摻入量均以固含量計算。
1.2.5 紅外光譜分析樣品以丙酮與異丙醇沉淀聚合物，過(guò)濾干燥后用KBR晶片涂膜制樣，采用PE580B型紅外光譜儀測定。2 結果與討論2.1溫度對聚合反應中雙鍵余留濃度的影響高性能減水劑的分子結構設計趨向是在高分子主鏈或側鏈上引入強極性基團羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等。
第一步丙烯酸與甲基丙烯磺酸鈉聚合過(guò)程中最主要是合成高分子主鏈，同時(shí)引入強極性基團羧基、磺酸基。共聚過(guò)程中溫度對體系達到平衡所用時(shí)間及雙鍵的平衡濃度有很大的影響。
而雙鍵余留濃度越高，極性基團的接枝率越低；反之極性基團的接枝率越高。如圖1所示當溫度為70℃時(shí)，反應8小時(shí)達到平衡，平衡時(shí)雙鍵余留濃度0.043mmol/g；當然溫度升高為80℃時(shí)，反應7小時(shí)可以達到平衡，平衡時(shí)雙鍵余留濃度降低為0.025mmol/g，當溫度升高到90℃時(shí)，反應平衡時(shí)間大約為6h，平衡時(shí)雙鍵余留濃度仍為0.025mmol/g；如果溫度較低，引發(fā)劑引發(fā)效率低，反應速度慢，達到平衡所用時(shí)間長(cháng)，雙鍵余留濃度較高，聚合轉化率較低，極性基團的接枝率亦低；溫度過(guò)高反應劇烈，不易控制；綜合考慮溫度控制在80℃左右比較適合。
2.2酯化反應中聚乙二醇投入量對水泥凈漿流動(dòng)度的影響高性能減水劑的分子結構設計趨向通過(guò)調節極性基與非極性基團比例和聚合物分子量增大減水性。通過(guò)酯化反應在MAS-AA上接枝聚乙二醇側鏈時(shí)，聚乙二醇的用對水泥凈漿流動(dòng)度有很大的影響。
圖2為第二步酯化聚乙二醇與第一步聚合丙烯酸的摩爾比與水泥凈漿流動(dòng)度的關(guān)系。當聚乙二醇用量較少時(shí)，酯化接枝聚乙二醇側鏈較少， 聚乙二醇側鏈不能有效的發(fā)揮立體位阻作用而提高分散性；當聚乙二醇用量較多時(shí)，聚乙二醇不能完全反應，減水劑中含有較多過(guò)量的聚乙二醇，降低減水劑的有效成份，影響減水劑的性能；綜合考慮聚乙二醇與丙烯酸的摩爾比為0.5比較合適。
2.3 酯化溫度、時(shí)間對酯化反應物酸值的影響第二步酯化反應中，聚乙二醇的OH與MAS—AA主鏈上的COOH在酸性催化劑的作用下酯化脫水。在反應中，COOH過(guò)量，聚乙二醇的兩個(gè)OH有可能同時(shí)酯化，導致減水劑分子結構破壞。
為了提高酯化率，防止雙酯的生成，應該嚴格控制溫度和反應時(shí)間。如圖3所示，當溫度80℃左右時(shí)，反應速度較慢，反應時(shí)間較長(cháng)，12h才能達到平衡，且平衡時(shí)H+濃度較高約為1.1mmol/g；當溫度為100℃時(shí)，10h能達到平衡，且平衡濃度約為1.0mmol/g；溫度為120℃反應6h以后會(huì )交聯(lián)，且不溶于水，聚乙二醇形成雙酯分子量過(guò)高。
綜合考慮，在100℃反應10h比較合適。
3.聚羧酸減水劑合成的原料有哪些
聚羧酸（鹽）減水劑的分子是通過(guò)“分子設計”人為形成的“梳狀”或“樹(shù)枝狀”結構，及在分子主鏈上接有許多個(gè)有一定長(cháng)度和剛度的支鏈（側鏈）。
在主鏈上也有能使水泥顆粒帶電的磺酸鹽或其它基團，可以起到傳統減水劑的作用，更重要的是一旦主鏈吸附在水泥顆粒表面后，支鏈與其它顆粒表面的支鏈形成立體交叉，阻礙了顆粒相互接近，從而達到分散（即減水）作用。這種空間位阻作用不以時(shí)間延長(cháng)而弱化，因此，聚羧酸減水劑的分散作用更為持久。
聚羧酸減水劑由人工設計的分子結構，它的有效成分比例高，分子量范圍集中，因此，聚羧酸減水劑相比其他減水劑不僅減水率高，坍落度保持就，而且摻量更小。 由于聚羧酸減水劑具有很高的技術(shù)優(yōu)勢，成為正在全世界范圍內發(fā)展的新一代減水劑的代表性品種。
日本在商品砼中，聚羧酸減水劑已經(jīng)取代了萘系減水劑的地位。
