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    產品技術

    聚羧酸高效減水劑現狀及發展方向

    來源: 石家莊市海森化工有限公司  日期:2016-07-07 09:08:27  屬于:產品技術
    文章摘要:據預測,今后混凝土工藝性能的改善以及混凝土施工技術的突破,將依靠優質的外加劑,尤其是高效減水劑來實現。傳統的萘系、三聚氰胺系以及木質素減水劑雖然能使新拌砂漿或混凝土具有較好的工作性,但坍落度經時變化大,運至施工現場時,必須重新加入減水劑來增加其流動性,這樣會產生噪音并排放大量工業廢氣,而且這種類型的減水劑大多采用有毒的甲醛,通過縮聚反應(有時還會采用強腐蝕性的發煙硫酸或濃硫酸進行磺化反應)制備而成,這不可避免會對環境造成污染,不利于可持續發展。為了減少混凝土的坍落度損失,目前主要是通過復配緩凝劑、改變減水劑添加方法(后摻法或多次后摻法)以及緩釋法(載體吸附和表面改性)來實現。
      據預測,今后混凝土工藝性能的改善以及混凝土施工技術的突破,將依靠優質的外加劑,尤其是高效減水劑來實現。傳統的萘系、三聚氰胺系以及木質素減水劑雖然能使新拌砂漿或混凝土具有較好的工作性,但坍落度經時變化大,運至施工現場時,必須重新加入減水劑來增加其流動性,這樣會產生噪音并排放大量工業廢氣,而且這種類型的減水劑大多采用有毒的甲醛,通過縮聚反應(有時還會采用強腐蝕性的發煙硫酸或濃硫酸進行磺化反應)制備而成,這不可避免會對環境造成污染,不利于可持續發展。

    聚羧酸減水劑
      為了減少混凝土的坍落度損失,目前主要是通過復配緩凝劑、改變減水劑添加方法(后摻法或多次后摻法)以及緩釋法(載體吸附和表面改性)來實現。但由于受到分子結構的制約,坍損問題無法從根本上解決,于是人們把目光轉向了羧酸類聚合物———稱之為第3代新型聚合物減水劑,并取得了較大的成果。目前,聚羧酸系超塑化劑的研究以日本發展較快,據報道,至1998年底日本聚羧酸系產品已占所有高性能AE減水劑產品總數的60%以上,其主要生產廠商有花王、竹本油脂、日本制紙、騰澤藥品等[1]。北美和歐洲各國近幾年的研究重心也逐步向聚羧酸系轉移———主要是商業化開發和推廣,如Grace公司的Adva系列、MBT公司的Pheomix700FC牌號、Rheobuild3000FC超早強減水劑、Sika公司的Viscocrete3010等都具有良好的性能[2]。據文獻報道[2、3],聚羧酸類
    減水劑與其它高效減水劑相比 , 主要具有以下幾個突出的優點:

    (1)低摻量(0.2%~0.5%)而發揮高的分散性能;
    (2)保坍性好,90min內坍落度基本無損失;
    (3)在相同流動度下比較時,延緩凝結時間較少;
    (4)分子結構上自由度大,外加劑制造技術上可控制的
    參數多,高性能化的潛力大;
    (5)由于合成中不使用甲醛,因而對環境不造成污染;
    (6)與水泥和其它種類的混凝土外加劑相容性好;
    (7)使用聚羧酸類減水劑,可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥,從而降低成本。
     
       聚羧酸類減水劑已成為世界性的研究熱點,但令人遺憾的是并沒有引起國內同行的足夠重視,也很少有人對之進行過系統的研究,僅清華大學、山東建材學院有實驗室合成產品[4、5],但其綜合性能不是很好,離工業化應用還有相當大的差距。隨著中國加入WTO,許多國外大的外加劑公司竭力想占據中國市場,因而我們必須加大對新型聚合物減水劑的科研投入,以便在混凝土外加劑的市場競爭中處于有利的地位。
     
    2、聚羧酸類減水劑的種類與合成方法
      從文獻報道和申請的專利來看,聚羧酸類減水劑分子結構呈梳形,特點是在主鏈上帶多個活性基團,并且極性很強,側鏈帶有親水性的聚醚鏈段,并且鏈較長、數量多,疏水基的分子鏈段較短,數量也少。通??捎脠D1來表示聚羧酸類減水劑的化學結構,而實際代表物的化學式只是其中某些部分的組合,其中M1,M2分別代表H、堿金屬離子;M3代表H、堿金屬離子、銨離子、有機胺





      總體上可將聚羧酸類減水劑分為兩大類,一類是以馬來酸酐為主鏈接枝不同的聚氧乙烯基(EO)或聚氧丙烯基(PO)支鏈;另一類以甲基丙烯酸為主鏈接枝EO或PO支鏈。此外,也有烯丙醇類為主鏈接枝EO或PO支鏈。由于技術保密原因,這種具有聚合活性的大單體的合成很少有文獻報道過。從目前所收集的資料來看,聚羧酸系減水劑合成方法大體上有以下幾種:


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