聚羧酸系高性能减水剂.ppt

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1、实验研究聚羧酸系高实验研究聚羧酸系高性能性能减水剂的阴离子电荷密度减水剂的阴离子电荷密度在水泥孔隙里的影响在水泥孔隙里的影响目录1.引言2、材料与方法3、实验测定聚羧酸PC样品特定的阴离子的电荷密度各种条件4、结论摘要摘要聚羧酸系减水剂具体的阴离子电荷密度可以与一个阳离子的聚电解质通过滴定法实验确定在这项研究中，测量多数聚羧在这项研究中，测量多数聚羧酸盐阴离子的电荷密度以甲基酸盐阴离子的电荷密度以甲基丙烯酸甲酯化学成分为依据，丙烯酸甲酯化学成分为依据，在水溶液里在水溶液里pHpH分别为分别为7和和12.6。而阴离子电荷减少的变化，取而阴离子电荷减少的变化，取决于的聚羧酸盐结构。决于的聚羧酸盐结

2、构。聚合物聚合物分子链之间产生物理的空间阻分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚碍作用，防止水泥颗粒的凝聚。摘要聚羧酸系减水剂具体的阴离子电荷密度可以与一个阳离子的聚电解质通过滴定法实验确定在PC分子中具有大量的COO-，Ca2+协调单齿，形成阴离子络合物。其吸附行为是由焓从PC和水泥的表面之间的静电引力确定推导出增进的。这样，利用电荷滴定的方法比较简单，它可能是评估的静电吸引力，除了熵增益，背后的驱动力是聚羧酸酯在水泥表面吸附，从而决定其有效性作为分散剂。摘要因此，聚羧酸减水剂相因此，聚羧酸减水剂相比其他减水剂不仅减水率比其他减水剂不仅减水率高，坍落度保持久，而且高，坍落度保持

3、久，而且掺量更小。掺量更小。引言1他们是带由负电荷的梳状羧基骨干接枝侧链聚合而成的,主要是聚氧化乙烯单体。聚羧酸减水剂的分子结构中，主链上的烷基具有憎水性，侧链上长短不一的各种大小基团具有亲水性，形成梳型高分子链。主链为骨架，侧链为功能性官能团，对聚羧酸减水剂的性能有决定作用。聚羧酸减水剂分子的设计主要决定于各个官能团的作用机理。聚羧酸系聚羧酸系（PCSPCS）是）是分散力很分散力很强的高效强的高效减水剂常减水剂常用在水泥用在水泥颗粒混凝颗粒混凝土和砂浆土和砂浆中中混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定

4、向吸附，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。1、引言12、材料与方法2.1、四氯乙烯（PCE）的制备2.2、水泥2.3、电荷滴定2.1、四氯乙烯（PCE）的制备将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成浓度为20%的水溶液。在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中分批滴加单体及引发剂，滴加完毕后在75下保温反应一定时间。反应结束后，用浓度为20%的NaOH水溶液调节PH值至78，得到浓度约为20%

5、的黄色或红棕色聚羧酸减水剂。粗略合成2.22.2、水泥、水泥水泥孔隙水泥孔隙PHPH为为12.6（质量（质量%）54.6%：C3S硅酸三硅酸三钙，钙，C2S硅酸二钙硅酸二钙 C3a 铝酸三铝酸三钙立方钙立方6.1%，20.6%，正交，正交2.8%，C4AF铁铝酸四钙铁铝酸四钙 8.5%，游离氧化钙游离氧化钙1.7%，CaSO4 2H2O1/2.2%，caso42.4%，硫酸钙硫酸钙2H2O 0%。2.3、电荷滴定本研究中使用的方法是用滴定实验测本研究中使用的方法是用滴定实验测定聚合物电解质高效减水剂阴离子的定聚合物电解质高效减水剂阴离子的电荷密度电荷密度 。这方法是基于流动电流。这方法是基于流

6、动电流的测量通过吸附在聚合物表面分子产的测量通过吸附在聚合物表面分子产生的移动电荷。第一、通过加入一个生的移动电荷。第一、通过加入一个带相反电荷的聚电解质。第二、聚电带相反电荷的聚电解质。第二、聚电解质复合物中和形成的电荷。解质复合物中和形成的电荷。3、实验测定聚羧酸PC样品特定的阴离子的电荷密度各种条件影响3.1、pH值对PC的阴离子的影响3.2、钙离子的影响3.3、水泥孔隙的影响3.1、pH值对PC的阴离子的影响所有的聚羧酸盐阴离子的电荷密度样品随所有的聚羧酸盐阴离子的电荷密度样品随pH值从值从7提高到提高到12.6之间，取决于分子结之间，取决于分子结构。的这种效果的原因是羧酸基团去质子构

7、。的这种效果的原因是羧酸基团去质子化。实验测定化。实验测定PCPC聚合物的阴离子的电荷从聚合物的阴离子的电荷从来没有达到他们的电荷值的计算，这表明来没有达到他们的电荷值的计算，这表明反离子凝聚的反离子凝聚的Na+Na+离子产生。离子产生。Na+Na+周围的周围的带负电荷的离子聚合物主链不完全取代聚带负电荷的离子聚合物主链不完全取代聚季铵盐。因此，消耗聚季铵盐实现电荷中季铵盐。因此，消耗聚季铵盐实现电荷中和理论预测。另一个潜在原因的差异是侧和理论预测。另一个潜在原因的差异是侧链的空间位阻效应。链的空间位阻效应。3.2、钙离子的影响1 g/L Ca2+PC1 g/L Ca2+PC溶液在溶液在pH值

8、为值为12.6，结果本实验测定的阴离子电荷密度显着结果本实验测定的阴离子电荷密度显着减少（图减少（图4）。这种混凝土类型的）。这种混凝土类型的PCPC中因中因其优异的坍落度保持性能。由于羧酸基其优异的坍落度保持性能。由于羧酸基团之间的强相互作用的效果钙离子。团之间的强相互作用的效果钙离子。3.33.3、水泥孔隙的影响、水泥孔隙的影响在水泥孔隙中在水泥孔隙中PC的阴离子的电荷密度甚至的阴离子的电荷密度甚至是更多的减少。再次，是更多的减少。再次，PC影响最高侧链密影响最高侧链密度。显然，这影响钙络合和离子缩合。反度。显然，这影响钙络合和离子缩合。反离子凝结在聚电解质是众所周知的具有高离子凝结在聚电

9、解质是众所周知的具有高离子强度的液体发挥了重大作用，如水泥离子强度的液体发挥了重大作用，如水泥孔隙溶液。这种方式，反离子可以减少并孔隙溶液。这种方式，反离子可以减少并解决了解决了PC和粘合剂表面之间的静电引力，和粘合剂表面之间的静电引力，因此其吸附的影响行为。聚乙烯氧化物通因此其吸附的影响行为。聚乙烯氧化物通过醚氧自由电子与过醚氧自由电子与Ca2+在羧酸基团的缺失。在羧酸基团的缺失。因此，阴离子电荷的聚羧酸系可以进一步因此，阴离子电荷的聚羧酸系可以进一步降低降低4 4、结论、结论我们的实验表明，在水泥孔隙溶液，聚羧酸分子存在我们的实验表明，在水泥孔隙溶液，聚羧酸分子存在的不同量的钙离子大分子络

10、合配体绑定到其主链。此的不同量的钙离子大分子络合配体绑定到其主链。此外，聚合物的支链周围的阳离子从反离子冷凝造成的。外，聚合物的支链周围的阳离子从反离子冷凝造成的。根据具体聚合物的结构，这些影响会导致极低离子电根据具体聚合物的结构，这些影响会导致极低离子电荷这可能会降低的吸附能力和密度，从而，荷这可能会降低的吸附能力和密度，从而，PC的分的分散力的吸附过程中，该从反粘合剂的表面离子凝聚阳散力的吸附过程中，该从反粘合剂的表面离子凝聚阳离子羧基和钙原子之间的中合作用。我们的实验提供离子羧基和钙原子之间的中合作用。我们的实验提供了新的见解确定增塑剂吸附行为过程。利用电荷的相了新的见解确定增塑剂吸附行为过程。利用电荷的相对简单的方法是滴定法，对混合物的吸附焓的贡献分对简单的方法是滴定法，对混合物的吸附焓的贡献分子可以评估。在水泥孔隙溶液密度的子可以评估。在水泥孔隙溶液密度的PC也可能有助也可能有助于测定实际的负电荷，具有相对高的理论的阴离子令于测定实际的负电荷，具有相对高的理论的阴离子令人惊讶的吸附在其他阴离子掺合料具有较低的存在阴人惊讶的吸附在其他阴离子掺合料具有较低的存在阴离子电荷。因此，这些信息可以解决外加剂不相容性。离子电荷。因此，这些信息可以解决外加剂不相容性。结果外加剂与钙离子中和的产品使用在混凝土和砂浆。结果外加剂与钙离子中和的产品使用在混凝土和砂浆。