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含聚醚侧链共聚羧酸类超塑化剂的分散作用 左彦峰，王栋民，熊卫锋 中国矿业大学材料系，北京100083 【摘要】本文采用自由基共聚的方法制备了具有含不同聚醚侧链量和羧基量的聚羧酸系 超塑化剂，对比了制备的超塑化剂分散性以及经时变化的差异，并通过位阻斥力理论对其 进行了解释。 【关键词】聚羧酸系；超塑化剂；分散；新拌水泥浆体；位阻斥力 1引言 随着经济的发展，人们对作为建筑结构的基础性材料混凝土的性能要求越来越高。混 凝土性能的优劣取决于在保持其工作性的前提下的水灰比(W／C)的低或高。超塑化剂的掺 入可大幅度降低混凝土的W／C，并可保证其工作性。其中，聚羧酸系超塑化剂可在较低的 掺量情况下(O．1％～O．4％)具有高的减水率(30％)、高的坍落度保持能力、高适应能力等。 这些能力为传统的萘系超塑化剂所不具备，这使该类超塑化剂得到人们的广泛关注。 radical 聚羧酸系超塑化剂常通过自由基共聚反应(free reaction)得到，其结构特征比较灵活，可通过单体的种类和数量、外界环境(如温度、． 加料方式、加料时问等工艺参数)的改变等手段人为地进行控制。这一方面为具有多种性 能的外加剂的制备提供了前提条件，另一方面也为研究该类超塑化剂的基础性研究带来挑 战。 聚羧酸系超塑化剂的分散能力来源的问题上，人们常阻空间位阻来进行解释1，这是由 于人们在测吸附有超塑化剂水泥颗粒的表面电位之时发现其表面电位低于吸附萘系超塑化 剂的颗粒，而前者的分散性明显大于后者的分散性，进而推论聚羧酸系超塑化剂的分散能 力来源于空间位阻而不是静电斥力。也有人持不同的意见，他们认为，聚羧酸系超塑化剂 分子吸附到水泥颗粒表面后，使溶剂化层的厚度增加了，采用电泳的方法所得的电位并非 zeta电位而是与zeta电位相差很大的液相与溶剂化层之间的滑移面的电位，显然该电位 要小于吸附萘系超塑化剂分子的电位。也有一些研究者发现，对于液相中超塑化剂的量而 言，前者的液相量要大于后者的液相量，同时考虑了聚羧酸系超塑化剂的分子结构较萘系 的大的因素，进而认为空缺位阻也在其中发挥了作用1。 本文制各了具有不同结构参数的聚羧酸系超塑化剂，并采用位阻斥力的角度对这些超 |28 塑化剂的不同分散性能进行了解释。 2试验原材料与方法 2．1原材料 2．1．i超塑化剂 聚羧酸系超塑化剂的合成过程如下： 在配有温度计、搅拌器和回流冷凝器的玻璃反应容器中，加入一定量的去离子水，在 搅拌的情况下加热至一定温度，再将聚醚单体和不饱和羧酸基单体配成的一定的浓度的溶 液，在一定时间内缓慢滴加反应器中，滴加完毕后，保温一定时间，然后在一定时间内滴 加残余的引发剂溶液，再保温一定时间后，降温至一定温度，用氢氧化钠溶液中和至中性。 并通过控制使各个超塑化剂分子结构中主链聚合度相同。 各个超塑化剂重复单元比例数见表1。 表1各个共聚物的分子结构中单体的比例 编号 聚醚侧链 不饱和羧基 All 0．9 1 A12 1．6 1 A21 0．3 2 A22 O．6 2 A23 1．1 2 A24 1．3 2 A25 1．6 2 A31 0．6 3 A32