及反应条件控制,很多聚羧酸系减水剂特别是丙烯酸系减水剂采用此方法。
(二)聚合后功能化法
该方法主要是利用现有的聚合物进行改性,一般是采用已知分子量的聚羧酸,在
催化剂的作用下与聚醚在较高温度下通过酯化反应进行接枝。据报道Grace公司用烷
氧基胺H2N-(BO)n-R作反应物与聚羧酸接枝(BO-代表氧化乙烯基团,n-为整数,R
为C1-C4 烷基)。由于聚羧酸在烷氧基胺中是可溶的,酰亚胺化比较彻底,反应时,
胺反应物加量一般为-COON摩尔数的10%-20%,反应分两步进行,先将反应物加热到
150℃ ,反应 1.5-3h,然后降温到 100-130℃,加催化剂反应 1.5-3h即可所需产品。
这种方法也存在很大的问题:现成的聚羧酸产品种类和规格有限,调整其组成和
分子量比较困难;聚羧酸和聚醚的相溶性不好,酯化实际操作困难。另外,随着酯化
的不断进行,水分不断逸出,会出现相分离。当然,如果能选择一种与聚羧酸相溶性
好的聚醚,则相分离的问题就可以解决。
(三)原为聚合与接枝
该方法主要以羧酸类不饱和单体为反应介质,集聚合与酯化于一体,工艺简单,
生产成本低。如Shawl T等人把丙烯酸单体、链转移剂、引发剂的混合液逐步滴加到装
有分子量为 2000 的甲氧基聚乙二醇的水溶液,在60℃反应 45min后,升温到120℃,
在N2保护下不断除去水分(约 50min),加入催化剂升温到 165℃,反应 1h,进一步
接枝到成品。这种减水剂得到的新拌混凝土具有良好的流动性、低坍落度损失、低引
气,硬化混凝土高强度,同时添加量少(0.25%)等特点。
该方法主要是为了克服聚合后功能法的缺点而开发的,集聚合和酯化为一体,当
然避免了聚羧酸与聚醚相溶性不好的问题,工艺简单,生产成本低,但分子设计比较
困难,主链也一般只能选择含羧酸基团的单体,否则很难接枝,且这种接枝反应是个
可逆平衡反应,反应前体系中已有大量的水存在,其接枝度不会很高且很难控制。
1.2存在的问题
虽然聚羧酸系减水剂的研究发展很快,但仍然存在很多问题。
(一)聚羧酸系减水剂对胶结材料的适应性问题。
工程应用中表现为,不同水泥,不用粉煤灰聚羧酸系高减水剂也有适应性问题,
尤其是对粉煤灰更为“挑剔”,而磨细矿粉适应性要好一些。
水泥的适应性主要表现于:不同品种水泥,聚羧酸系高减水剂的饱和和点有很大
差别,举例;盾石水泥掺1.0%时(20%浓度)效果就很好,而前景水泥掺则需掺 1.2%。
而且在混凝土饱和点附近变化十分明显,例如前景水泥在掺 1.0%到 1.1%时变化均不
明显,只有加到 1.2%,才表现出较好的状态,一旦超过 1.2%时又会很快泌水,对掺
量变化很敏感,因此对不同水泥找饱和点十分重要。但是往往遇到这种情况;使用方
根据资料介绍,规定只准掺 1.0%,在此掺量下如果选用的水泥适应性不好,外加剂提
供方则很难办,采用复配的办法往往收效甚微。
聚羧酸系高减水剂与粉煤灰也有适应性问题,一级灰适应性好,二、三级灰不适
应情况较多,此时即使加大聚羧酸的掺量效果也不明显。究竟是粉煤灰中的哪些成分
的影响,尚需进一步研究。
常常是某一种水泥或粉煤灰对外加剂适应性不好时,当你换另外一种外加剂仍不
能完全满意。最终可能还得更换胶凝材料,但是有些不明就理的用户往往怀疑是外加
剂品质性能不好,这就有失公平了。
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