广州市六合新型建材有限公司
摘要：在本文当中，笔者主要对合成工艺于聚羧酸系减水剂能的影响进行了分析，并通过一系列的试验操作确定出了具有较高实际应用价值的高分散性性能减水剂合成配方与有关的生产流程，同时，笔者也对市场上应用频率较高的减水剂和水泥之间的符合性能进行了研究。在本次试验研究当中，笔者将甲基烯丙基聚氧乙烯醚以及丙烯酸作为试验原料，并采用了浓度为5%的双氧水作为引发剂，聚羧酸系减水剂的合成则主要使用了原位聚合、接枝的合成两种办法。本次试验将水泥净浆流动度作为参考项目，对试验方法进行调整，最终得到了最佳的聚羧酸减水剂合成方法。具体内容如下：n（TPEG）:n（AA）=1:3.27，掺入2.0%的双氧水。在最佳的反应条件背景下，最佳反应温度是60℃，所需的最佳反应时间在3h～4h左右。该方式下得到的聚羧酸减水剂掺量低，固含量仅为10%，水泥净浆初始流动度为302mm，半小时后降低为298mm。采用最佳合成工艺所得的聚羧酸减水剂水溶液的固含量为40.32%，p H值为6-7。
关键词：合成工艺；聚羧酸减水剂；工艺影响；最佳合成
减水剂在很多工业和建筑活动中都有所应用，目前，行业内所采用的减水剂合成方法还存在一些问题，这将对建筑和相关的生产活动造成严重影响。而在众多类型的减水剂当中，随着今年来国家对环保的严格要求，聚羧酸减水剂的使用量日趋增加，占比较大，几乎达到了60%，但是聚羧酸减水剂的合成技术还处于发展状态，其性能还存在缺陷，需要寻找到最佳的合成方式，才能为建筑施工以及相关的生产活动提供更好的服务。
1 实验原料与仪器准备
1.1 原材料准备
采用由辽宁科隆精细化工股份有限公司生产的甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG），类型为工业纯；采用由国药集团化学试剂有限公司生产的丙烯酸、氢氧化钠、浓度为30%的过氧化氢、抗坏血酸、巯基乙酸、（Na OH），均分析纯；水泥使用河北唐山冀东水泥股份有限公司生产的P.O 42.5水泥。
2.2仪器准备
NJ160A水泥净浆搅拌机;HH-2数显恒温水浴锅;FA 2104电子天平;TB-90W增力电动搅拌机;N ic oL E T 380 FT-IR型傅立叶变换红外光谱仪。
2试验方法
2.1 合成工艺的设计思考
以聚合、接枝反应的相关理论，将聚醚的反应介质与羧酸类不饱和单体的反应介质作为聚合反应的原料之一，产生聚合反应，聚合反应的引发剂采用浓度为5%的过氧化氢，在水溶液体系环境下进行反应，并合成聚羧酸减水剂。本次试验的可聚合单体主要有：丙烯酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体。创造反应条件，结合一定的加料工艺，即可得到聚羧酸减水剂。
具体的反应流程和加料操作如下：将大单体融于蒸馏水当中—加入四口反应釜—添加浓度为5%的过氧化氢，用量为总量的80%—添加剩余20%的过氧化氢—进行保温熟化，时间为60min—中和，最终合成聚羧酸减水剂。需要注意的是，在两次添加过氧化氢的环节中，还存在一次加料，若是加料为丙烯酸+蒸馏水，则需要滴加3h；若是加料为活性调节剂+抗氧化剂+水，则需要滴加3.5h。
2.2检验方法
本次试验所用的检验标准主要以我国有关混凝土外加剂性能和技术要求的指标进行，准确检验和评价所合成的聚羧酸减水剂的性能。
3结果与分析
3.1 丙烯酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体达到一定的摩尔比之后，摩尔比的变化对聚羧酸减水剂的减水率性能影响较小。
在混凝土的拌和当中，减水剂主要起到稳定颗粒的作用，保持其分散性和分散稳定性，这也是考察减水剂性能的主要方法。在丙烯酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体达到一定的摩尔比之后，疏水基长短、羧基与醚键等官能团的比例和分布等是影响其减水率主要因素，因此，只要合理的调节合成共聚物各单体的用量就可以获得具有较高性能的聚羧酸减水剂，保证其减水率在最佳数值。在本次试验当中，笔者记录了引发剂为单体用量的2.0%，反应温度在60-62℃之间、反应时间为4h时，丙烯酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体的摩尔比对减水剂于水泥颗粒分散性能的影响，其结果如下：
在聚合过程中，采用接枝反应方法，丙烯酸单体向共聚物引入-COOH,甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体参与共聚则向共聚物引入亲水性长侧链，这一过程中，可以依靠空间位阻作用让水泥颗粒发生分散，并保持颗粒分散稳定。
从表1的结果中可以得知：丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体的比例为1.00:3.27时，共聚物中的-COON与侧链亲水性长侧链处于适宜状态，此时，侧链上的空间位阻作用策应主链上的静电斥力共同发挥作用，保持合成物分子结构合理，各个官能也能起到一定的团结和协作作用，在众多作用下，共聚物能够保持良好的分散性和分散稳定性，因此，减水剂的减水能力也会有所提升。
3.2活性调节剂的用量影响聚羧酸减水剂的性能
加入活性调节剂主要是为了让链增长自由基，并进行自由
基转移，将聚合物的分子量保持在适宜条件下。因此，活性调节剂对聚羧酸减水剂的性能存在影响，其产生的主要作用是影响减水剂对水泥的分散性能。在试验过程中，笔者记录了活性调节剂用量为0.13%、0.15%与0.18%条件下的试验结果，具体情况如下所示：
以0.15%作为节点，当活性调节剂的用量在0.13%-0.15%之间时，初始净浆流动速度和半小时后的流动速度呈逐渐上升趋势，也就是说，活性调节用量在这一范围内时，用量的增加降低了聚合物的吸附性，反之，如果超过这一范围达到0.18%时，聚合物的吸附性就会出现过分增加，从而影响减水剂的性能。因此，可以认为：将活性调节剂的容量控制为0.15%是最佳的合成条件，能够保持聚羧酸减水剂具有良好的性能。
3.3引发剂的投料量和方式影响聚梭酸减水剂的性能
在合成工艺中，引发剂的使用和投料方式对减水剂的影响是十分明显
的，其主要影响自由基的聚合反应。如果引发剂的用量不足，就会导致自由基聚合反应不充分，从而减少其中的价值成分，没有进行反应的原料就会存在与产品溶液当中，从而降低聚羧酸减水剂的质量；反之，如果引发剂的用量过大，就会产生较多的自由基，从而使得分子量分布的产物不理想。
在以往的合成工艺当中，引发剂的引发效率始终无法得到100%，这是因为受到了笼蔽效应和诱导分解的影响，从而减少了反应体系中的自由基。随着反应时间的推移，引发剂会不断的消耗、减少，反应体系中的自由基含量也会不断下降，自由基的缺乏就会降低其转化率。不同引发剂投料方式下的试验结果如下：
结合3.2的相关阐述，从表3的数据中可以得知：采用一次投料方式，引发剂的消耗量非常大，从而使得原料无法完全反应，但是通过二次加料，可以继续时未发生反应的原料进行反应，提高转化率。
3.4反应浓度影响聚羧酸减水剂的性能
在大单体与小单体的摩尔比保持稳定不变的条件下，同时不改变其它添加料和反应条件，同时降低大单体和小单体的质量，所合成的聚羧酸减水剂的性能是存在差异的，在不同的大单体和小单体浓度下，聚羧酸减水剂的性能评估如下：
从表中可以得知：在较高浓度下，所合成的聚羧酸减水剂性能更佳。
参考文献
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论文作者:陈集芳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/18
标签：羧酸论文; 减水剂论文; 性能论文; 丙烯酸论文; 用量论文; 调节剂论文; 甲基论文; 《基层建设》2017年第30期论文;