缓释型聚羧酸减水剂的合成和性能研究

本文使用马来酸酐、丙烯酸羟乙酯和甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体通过水溶液自由基共聚法合成了一种缓释型聚羧酸减水剂,并讨论了原料配比和合成工艺对减水剂性能的影响.结果表明,当n（MA）∶n（TPEG）∶n（HEA）=3.5∶1∶1,引发剂用量为单体总质量的3.0％,反应温度为80℃,反应时间为4.5h,所合成的减水剂在掺量0.2％时,即使在35℃高温下,水泥净浆流动度初始达258 mm,1.5h时仅损失30 mm,达到了很好的缓释效果.     

聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂合成

采用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、甲基丙烯酸(MAA)、马来酸酐(MA)以及甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂.考察单体摩尔比、引发剂用量、聚合温度以及聚合时间等因素对减水剂分散性能的影响.研究结果表明:最佳合成工艺条件为n(MA)∶n(MAA)∶n(APEG)∶n(MAS)=2.5∶3.0∶1.0∶0.5,引发剂用量为单体总质量的5%,聚合温度为90℃,反应时间4~5 h,合成的减水剂其水泥净浆流动度可达235 mm,说明研究合成的聚羧酸系减水剂对水泥具有较好的分散性.     

高性能聚羧酸减水剂的常温制备与结构表征

以2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)和丙烯酸(AA)为单体、H_2O_2/抗坏血酸(H_2O_2/VC)为引发体系、巯基乙酸(TGA)为链转移剂合成聚羧酸减水剂。通过正交试验研究6个因素对减水剂分散性能及保持性的影响,并通过单因素研究修正,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H-NMR)对减水剂进行结构分析,利用凝胶色谱(GPC)测得合成减水剂分子量。结果表明:最佳工艺为在常温下(15～35℃),n(HPEG)∶n(AA)∶n(H_2O_2)∶n(VC)∶n(TGA)=1∶4. 2∶0. 40∶0. 015∶0. 10,物料滴加时间2 h,然后再反应2 h。减水剂数均分子量为44 167,分子结构的侧链聚合度为54. 66,主链聚合度为15. 89,接枝密度为23. 81%。在折固掺量为0. 15%时,水泥初始净浆流动度为285 mm,1 h后水泥净浆流动度为273 mm,净浆初凝时间由180 min缩短至170 min,终凝时间由260 min缩短至240 min,胶砂减水率达33. 4%,表明所合成聚羧酸减水剂分散性能优异。     

酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂的合成及其性能

以自制的活性大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,在水溶液中共聚合成了酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂。重点考察了各单体的物质的量比、引发剂(APS)用量、聚合温度和聚合时间等合成工艺条件对酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂的影响。结果表明:最佳的高效减水剂的合成条件是:n(MPEGAA)∶n(AA)∶n(AM)=1.0∶1.5∶1.0,引发剂APS质量分数为单体总质量的5%,聚合温度和反应时间分别为85℃和5 h。在该条件下合成的酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂,90 min后流动度损失率仅为2%。     

脂肪族高效减水剂的合成工艺

以甲醛、丙酮和亚硫酸钠为主要原料合成了脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂。研究了原料配比、亚硫酸钠浓度、聚合温度以及聚合时间对产物分散性能的影响,确定了合成脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂的优化工艺条件。优化的工艺条件是:n(丙酮)∶n(甲醛)∶n(亚硫酸钠)=1∶2∶0.4,聚合温度是90℃,聚合时间是3h。在此工艺条件下,掺量为1%产物的净浆流动度为145 mm,减水率达到了11%,固含量达到了25%。     

聚羧酸系高效减水剂聚合反应动力学及其减水性能

采用分子设计原理,用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和马来酸酐(MAD)制备聚羧酸系高效混凝土减水剂,考察了单体总浓度、引发剂浓度、反应温度等因素对高效减水剂聚合反应速率的影响,建立了聚合反应动力学关系式,即r∝cI0.590 3c0M.808 9e-5 465/T。通过测定水泥净浆流动度,考察了高效混凝土减水剂的减水性能,确定了较理想的合成工艺条件,即单体物质的量比n(MPEGAA)∶n(AA)∶n(MAD)=1∶1.50∶0.36,引发剂占单体总质量的2.5%,反应温度为60℃,反应时间为6h。     

聚醚接枝聚羧酸系减水剂合成工艺研究

采用可聚合单体直接共聚法,以过硫酸铵(APS)为引发剂,选用丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、烯丙基聚氧乙烯醚(JFB-23)为单体合成了聚羧酸系减水剂,考察了SMAS、从、JFB-23物质的量之比、引发剂用量、聚合温度、滴加时间和保温时间对合成的聚羧酸减水剂性能的影响.减水剂的结构和分子质量分别用FTIR和GPC进行表征.结果表明最佳实验条件为SMAS、AA、JFB-23的物质的量之比为0.8∶3∶1,引发剂用量为单体总质量的4％,聚合温度为85℃,滴加时间为2h,保温时间2.5h.     

阳离子聚丙烯酰胺微乳液的制备及其絮凝性能研究

以甲醛、二甲胺和丙烯酰胺为原料,通过Mannich反应首先合成阳离子单体N-(二甲氨基)甲基丙烯酰胺,然后用反相微乳液聚合制得不同阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM).通过探讨反应过程的影响因素,确定了最佳的制备工艺,并对制成的产品进行了性能研究.当反应温度50℃,物质的量比n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)=1∶1.2∶1,反应时间为2 h时,制备的阳离子单体可使乳液聚合的产品获得最佳的阳离子度.通过正交实验反映了单体质量分数、引发剂质量分数、油水相体积比以及反应温度对聚合反应的影响.结果表明,当单体质量分数为30%,引发剂质量分数为0.8%,油水相体积比1.2∶1,反应温度40℃时产品的絮凝效果最佳.在常温、酸性条件下,CPAM对硅藻土的絮凝效果良好.     

APEG-MAH-AMPS醚类聚羧酸系水泥减水剂的合成

以烯丙基聚氧乙烯醚2000(APEG2000)、马来酸酐(MAH)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,以过硫酸铵-亚硫酸钠为引发体系,合成出醚类聚羧酸系水泥减水剂。经正交试验选出最佳合成工艺条件:APEG与MAH摩尔比为1∶2,APEG与AMPS摩尔比为1∶0.4,过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系质量占聚合单体总质量的1.5%,聚合时间6h,聚合温度45℃。该条件下单体转化率为93.68%,水泥净浆初始流动度为242mm,坍落度为199mm。采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对聚合物分子结构进行了表征;通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对加入该减水剂的硬化水泥石微观结构进行了分析,结果表明,减水剂的加入减慢了水泥凝胶体向结晶体转变的过程,同时加快了水泥的水化程度。     

聚羧酸系高效减水剂合成工艺优化研究

以自制大单体(PA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、甲基丙烯酸(MAA)及引发剂过硫酸铵(PSAM)为原料,在水溶液中通过自由基共聚合反应合成出聚羧酸系高效减水剂(简称PC)。对掺PC的水泥净浆流动度进行测定,得出了合成工艺优化条件:摩尔比PA∶MAA∶MAS=1∶5∶1,PSAM为三者单体质量和的7%,反应温度75℃,反应时间3.5h,反应物体积分数20%～30%,反应体系pH值4.5,此条件下的产物分散性能最佳。通过对优化工艺下合成的PC的红外谱图进行分析,表明PC是含有磺酸基、羧基和醚键的理想高效减水剂。     

酯类小单体对聚羧酸减水剂缓释行为的影响

分别以丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、衣康酸二甲酯(DEI)、富马酸二甲酯(DMF)作为功能小单体,丙烯酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为主要原料,在氧化-还原体系下,成功制备了一系列缓释型聚羧酸减水剂(PCE)。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)等对目标产物的结构进行了表征。根据水泥净浆的流动性对比结果,确定了合成的减水剂在不同时间所达到的最大流动度,考察了不同酯类单体对聚羧酸减水剂的缓释性及分散保持性能的影响,并测试了水泥浆体的Zeta电位、PCE的吸附行为。结果表明: DEI的缓释效果优于HEA和HPA,水泥浆流动度在2 h内从190 mm达到255 mm,大大延长了减水剂PCE在水泥表面的吸附时间和流动度保持时间,在实际应用中具有良好的参考意义和应用前景。     

一种新型环氧磷酸酯的合成和表征

以氯磷酸二乙酯、3-环己烯-1-甲醇为原料,首先合成3-环己烯-1-甲酯缩磷酸二乙酯(CDP),然后在CDP的基础上合成3-氧化环己烯-1-甲酯缩磷酸二乙酯(OCDP).通过正交实验找出两步反应的较优条件.当反应温度为80℃,n(氯磷酸二乙酯)∶n(3-环己烯-1-甲醇)∶n(三乙胺)=1∶1.5∶1,反应时间为36h时,CDP收率可达80.6%.当反应温度为80℃,n(CDP)∶n(过氧单磺酸钾)∶n(四丁基溴化铵)=1∶2∶1,反应时间为36h时,最终产物OCDP的收率为87.6%.通过红外光谱以及核磁共振分别对两步产物的结构进行表征.     

聚羧酸盐系水泥助磨剂的合成

通过马来酸酐(MA)和聚乙二醇(PEG)酯化,再与丙烯酸缩聚的技术路线,研究水泥助磨剂的合成工艺及其助磨效果.结果表明:在n(MA):n(PEG)=1.4:1.0、合成反应温度90 ℃、反应3 h、保温1 h、引发剂的质量为单体质量的2%时,合成的助磨剂助磨效果最佳.在500mm×500mm实验磨、助磨剂掺量0.05%、粉磨时间36 min的条件下,水泥的0.08 mm方孔筛筛余降低74%,勃氏比表面积提高19.8%,水泥砂浆3 d抗压强度提高10.5%,28 d抗压强度提高8.3%.     

含磷超支化聚芳酰胺的合成及对尼龙-6的增韧

以间苯二甲酰氯(IPC)为A2单体,三(3-氨基苯基)氧化膦(TAPPO)为B3单体,合成了含三苯基磷结构超支化聚芳酰胺(P-HBPA),研究表明合成反应的最佳条件为:n(TAPPO)∶n(IPC)=1.5∶1,反应温度为50,℃,TAPPO反应浓度为0.1,mol/L,反应时间2,h.采用红外光谱、1H,NMR对其结构进行了表征.1H,NMR分析表明含磷超支化聚芳酰胺的支化度为0.36,DSC结果表明其玻璃化转变温度(Tg)为130.7,℃.将P-HBPA与尼龙-6共混改性,当P-HBPA的质量分数为0.5%时,共混物的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度达到最大.     

两性离子聚合物硅垢阻垢剂的合成及阻垢性能

采用水溶液自由基聚合法,引入一种新型烯丙基型季铵盐阳离子——三羟乙基烯丙基季铵盐,与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)在氧化-还原引发剂体系下合成一种两性三元共聚物。在静态条件下考察最佳合成条件:单体配比n(季铵盐阳离子)∶n(丙烯酰胺)∶n(AMPS)为1∶2∶1,聚合温度为60℃、反应时间为4 h、引发剂质量分数为4. 5%时,合成的聚合物阻垢性能最好。性能评价结果表明,阻垢剂质量浓度为120 mg/L时,对硅垢的阻垢率可达到78. 2%。通过加入阻垢剂前后垢样的电镜扫描图可知,加入阻垢剂的垢样疏松分散。     

聚羧酸高效水泥减水剂的合成及性能

采用先酯化后共聚的方法合成聚羧酸系减水剂,考察以甲基丙烯酸(MMA)和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料酯化合成大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMA)过程中阻聚剂对苯二酚用量、酸醇摩尔比、反应温度等对酯化率的影响.以大单体MPEGMA与马来酸酐、MMA和2丙烯酰胺基2甲基丙烷磺酸共聚合成聚羧酸类减水剂,考察减水剂合成过程中MPEG相对分子质量和引发剂过硫酸铵用量以及减水剂掺量对减水剂性能的影响.结果表明:阻聚剂质量分数为0.4%、酸醇摩尔比为1.5:1、反应温度为120℃时,酯化率可达到92.3%.当MPEG相对分子质量为1000、引发剂的质量分数为5%,合成的减水剂掺量质量分数为0.3%时,水泥的净浆流动度可达281mm.     

衣康酸/甲基丙烯酸共聚物阻垢剂的合成条件研究

用水作溶剂、过硫酸铵为引发剂,以衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)作为单体,通过水溶液聚合制备了水溶性高分子衣康酸/甲基丙烯酸(IA/MAA),用正交实验法确定的最佳合成条件为:反应温度90℃,引发剂用量8%,单体配比n(IA)∶n(MAA)=1∶7,反应时间1.5 h.用凝胶渗透色谱测定了共聚物的相对分子质量及分布,并用扫描电子显微镜对垢样进行了分析.     

利用PA制备聚羧酸盐高效减水剂工艺

研究了利用活性大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)制备聚羧酸盐高效减水剂的合成工艺.通过对反应物料的配比、反应温度、反应时间及搅拌速度等实验条件的研究,确定了最佳合成工艺条件为n(MAA):n(MAS):n(PA)=2.50:0.75:(0.75～1.00),过硫酸铵质量分数为1%、反应温度为90℃、反应时间为4～5h、搅拌速度为280～350r/min.对合成的产品和市售产品进行性能比较测试,表明合成产品的性能优于市售产品.     

固体醚类聚羧酸系减水剂的制备及抗泥机理

以烯丙基聚氧乙烯醚2000(APEG2000)、马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,(NH_4)_2S_2O_8为引发剂,沉淀法合成APEG-MAH-AMPS-HEMA固体醚类抗泥型聚羧酸系水泥减水剂。经正交试验确定最佳工艺条件:n(APEG)∶n(MAH)∶n(AMPS)∶n(HEMA)=1.0∶1.0∶0.8∶0.4,ω[(NH_4)_2S_2O_8]=2.5%,聚合温度65℃,聚合时间8 h。当蒙脱土掺量为1.5%时,水泥初始净浆流动度为292 mm。通过红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和热重(TG-DTG)分析了减水剂分子结构和抗泥机理。结果表明:减水剂链段含有酯基、羧基、酰胺基、磺酸基等官能团,它的加入促进了水化进程,但不影响水泥和蒙脱土的结构;蒙脱土对其吸附以表面吸附为主,吸附层厚度5.25 nm;以插层吸附为辅,层间距由0.989 8 nm变为0.995 1 nm,增大了0.005 3 nm。     

缓释性稀禾定除草剂微胶囊的研制

用原位聚合法制备脲醛树脂稀禾定微胶囊,并对单体量比、乳化剂种类、芯皮质量比以及酸化时间等因素对微胶囊的包埋率、表面结构、缓释性、粒径及其分布的影响进行了系统的研究.结果表明,当单体量比n(尿素)∶n(甲醛)=1∶2.0,采用自制复合乳化剂,芯皮质量比为1∶1.5,酸化时间3 h,可制得结构紧密、包埋率为30.6%、粒径分布均匀且平均粒径在2μm左右的球形缓释性固体微胶囊.