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聚羧酸高性能减水剂的类型研究进展

2020-04-09

  从20世纪初开始对聚羧酸高性能减水剂的研发到投入市场应用,如今市场上有百十种不同化学成分的聚羧酸系塑化剂(PCE),大致归结为四大类(结构都属于杭状结构)

  1、初类为甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物,也称为聚酯型的聚羧酸减水剂。这类减水剂是由甲棊丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸甲氧基聚乙醇酯化物(MAA-MPEG)通过聚合作用产生的,且主链和支链的连接是酯键。反应过程中添加链转移剂硫醇或甲基烯丙基磺酸盐来调节聚合物的相对分子质。这类PCE的合成原料品类少,工艺较简单。

  该类减水剂由于其结构上的带有硫酸根离子,与水泥适应性很差,并且应用中发现在配制强度较高的高性能混凝土、自密实混凝土过程中时出现粘性太大,泵压太高的现象。

  2、二类为丙烯基瞇共聚物,也称为聚醚型聚羧酸减水剂。选用包含有不饱和双键的丙烯基聚氧乙烯瞇(APEG)或者甲基丙烯基聚氧乙烯醚(TPEG)等作为主要原料,与带有功能基团的不饱和小单体进行共聚反应生成醚类聚羧酸系聚合物。

  该类型聚合物的主要特点是在主链与支链间有一个醚键作为连接官能团。由于丙烯基隧比丙烯基酯的活性低,且丙烯基醚和许多小单体的Q-e值(Q代表着共轭效应,e代表着单体的极性)相差太大,所以这类高性能减水剂是严格交替的共聚物。

  3、第三类为酰胺/亚酰胺型聚羧酸聚合物,这是美国的WR. Grace研发的一种新型聚合物类型,通过在丙烯酸/甲基丙烯酸或者含甲氧基的酯的共聚物上嫁接了EO/PO氮卤化合物而构成。

  有资料显示这类减水剂成本与酯型PCE相比略贵些,因此成本稍高。

  4、第四类为两性聚羧酸减水剂,也称聚酰胺聚乙烯乙醇支链型减水剂。

  该类减水剂由甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸在引发剂的作用之下反应生成了带有活性基团的高分子聚合物,再与聚乙醇酯化反应生成含有羧基、磺酸基、聚氧乙烯基侧链的聚羧酸系混凝土减水剂。这种减水剂具有奇特的分散能力,性能相当优良,但价格较贵。

  上述四类聚羧酸型减水剂分子结构均属梳型结构的表面活性剂,主要通过其主链上连接聚醚侧链的空间位阻效应达到高减水率的成果。支化聚合物是一类具有高度支化结构的球状大分子,其表面含有大量活性官能团,如羧基等,将其引入聚羧酸减水剂的分子结构设计中,形成支化型聚羧酸高性能减水剂。

高性能减水剂

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