1.2 聚羧酸减水剂的分子结构与作用机理论文网

分子结构决定物质性能，从而造成聚羧酸减水剂的千差万别。[8]虽然聚羧酸减水剂种类众多，但结构都遵循一定的规律，即（1）分子结构呈梳型，特点是主链上带有很多活性基团且极性较强，这些基团有磺酸基团、、聚氧烷基烯基基团等，不同的基团对水泥作用不同，比如羧酸基团有较好的分散性和缓凝性，能够保持水泥较好的流动性。通过接枝长度、种类不同的侧链，就实现了聚羧酸减水剂分子结构的可设计性。（2）侧链带有亲水的活性基团，其吸附形态主要是梳型柔性吸附，可形成网状结构，具有较高的立体位阻效应，再加上羧基产生的静电排斥作用，可形成较大的立体斥力效应。（3）分子结构自由度很大，通过接枝长度、种类不同的侧链，能实现聚羧酸减水剂分子结构的可设计性，根据所需的性能对产品进行分子结构设计。

聚羧酸系减水剂的分子结构复杂多样，至今没有一个精准的微观结构分析来剖析其作用机理。但主要有空间位阻作用，静电斥力作用，润滑作用，络合作用等。【9-11】          

1.3 聚羧酸高效减水剂的合成方法

从目前的文献报道来看，聚羧酸系高效减水剂的合成方法大致分为：可聚合单体直接共聚法、聚合后功能化法、原位聚合与酯化法。【12】三种方法综合使用就能得到多种多样的，不同分子类型的聚羧酸减水剂。

1、可聚合单体直接聚合

这种方法一般是先制备具有活性的大单体，然后大单体混合在溶液中得到聚合，得到成品，但过程中工艺复杂，步骤较多，反应难以控制，这便使其成本提高，不利于工业上的应用。由于其产物分子结构的可设计性好，主链和侧链的长度可通过活性大单体的制备和共聚反应的单体的比例及反应条件来进行控制，采用此方法主要是丙烯酸系减水剂。

2、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，反应前先确定采用己知分子量的聚羧酸，反应要在较高温度下进行，并要求选择了合适的催化剂，使其与聚醚通过酯化反应进行接枝。这种方法存在缺陷，首先合成的可选择性较少，现有的能聚合的双键单体种类有限，接枝存在较大难度，分子量控制不易。再者，聚羧酸和聚醚的适应性差，酯化实际操作比较困难。这种方法在酯化过程中会有水逸出，有时甚至会出现分离。

3、原位聚合与酯化法

该方法具有聚合后功能化法所不具有的优点，集聚合与酯化为一体，从而使工艺简化，降低了成本，但该方法对分子结构的设计与控制比较困难，对主链的选择有较高的要求。

1.4课题研究的目的意义及内容

聚羧酸系减水剂问世已有了近30年的历史，至今已有广泛的应用，但仍存在较多问题，合成工艺方法仍未成熟，原材料成本较高，制备合成工艺没有系统化，产品的广泛应用存在较多问题。本课题拟解决的问题是在聚羧酸减水剂上接枝含N、S、P等原子的官能团，使其具有阻锈功能。要解决这个问题，首先要制备出性能稳定功能优良的聚羧酸减水剂。本实验以聚醚型大单体、不饱和单体、三聚氰胺等为原料，优化聚羧酸系减水剂的合成工艺产品性能，通过采用不同的原料配比，不同的反应条件如反应时间，pH值，反应物浓度等制备聚羧酸减水剂，并进行性能检测，对比分析不同配比和工艺参数制备出性能稳定、减水效率高、坍落度保持良好的三聚氰胺减水剂，并研究分析各反应条件对三聚氰胺减水剂性能的影响。制备出符合接枝功能的聚羧酸减水剂后，对其进行阻锈复配与检测。从相关书籍和文献报道来看，在有机缓蚀剂中，醇胺类物质、新型胺基酮物质对钢筋的阻锈效果显著，因此，本论文准备从带有三聚氰胺含氮官能团的聚羧酸系减水剂入手，从乙二醇、N，N二甲基乙酰胺、三聚氰胺、三乙醇胺、丙酮、噻唑、咪唑啉、三氮唑、苯并三氮唑、甲基丙烯酸等物质中选择一种或多种物质复配，优选出阻锈效果明显的复配物。