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·1424·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

                                                                                   –1
                                                               强 [14] ;1104 和 806 cm 处的吸收峰分别为 S==O 键
                                                               和 CO—S 键吸收峰      [15] 。以上吸收峰的增强和出现,
                                                               证明纤维素与氨基磺酸、丁二酸酐发生了酯化反应。
                                                                            13
                                                                   CLCSC 的 CNMR 的化学位移值见表 2。
                                                                   由表 2 可见,由于纤维素 C-6、C-2 位的活性
                                                               羟基发生磺酸基取代后会使 δ 产生低场位移                   [16] ,所
                                                               以 δ70.07 左右的吸收峰代表被取代的 C6 位,即
                                                               C6S。δ82.36 左右的吸收峰代表被取代的 C2 位,
                                                               即 C2S。由于纤维素结构中的羟基被酯化后会产生强

                 图 1   棉短绒纤维素、CLCSC 的红外光谱图                     烈的屏蔽效应,AGU 上羟基被酯化后会导致附近的
             Fig. 1    FTIR spectra of cotton linters cellulose and CLCSC   碳共振向高场位移 [17] ,所以 δ58.17 附近的吸收峰代

                 如图 1 所示,与棉短绒纤维素相比,CLCSC 在                     表被取代的 C6 位,即 C6S。δ68.68、66.47 附近的
                         –1
            3200~3600 cm 处的羟基伸缩振动峰减弱,说明在                       吸收峰代表被取代的 C3 位,即 C3S、C3S。在 CLCSC
            酯化过程中,棉短绒纤维素中的部分羟基被取代;                             的谱图中有 C6S、C2S、C3S 的化学位移,这说明棉
                          –1
            1722、1407 cm 处—COONa 的特征吸收峰明显增                     短绒纤维素中 C6、C2、C3 的羟基部分被取代。

                                              表 2  CLCSC 的  13 CNMR 测试结果
                                                 Table 2     13 CNMR of CLCSC
                                                               C 原子归属

                             C1      C2     C2S     C3     C3S    C3S    C4      C5     C6     C6S    C6S
                化学位移        102.0   73.44  82.36   73.34  68.68   66.47  78.24   81.88  62.86   70.07  58.17

            2.2.2  pH 对 CLCSC 溶液黏度的影响                          14.18 mPa·s。这是因为在变性过程中,酸和高温使
                                                         
                 水泥遇水发生水化反应时,会产生大量的 OH ,                       纤维素的分子链发生断裂,相对分子质量变小,聚
            使水泥浆呈碱性,碱性环境下的低黏度特征为                               合度下降,导致纤维素的黏度保持很低的状态。取
            CLCSC 作为水泥减水剂使用提供了前提条件。因此                          代度越大,相对分子质量越低,黏度越小。
            考察 pH 对不同取代度和不同质量分数的 CLCSC 溶                           随着溶液质量分数的增大,溶液黏度增大。当
            液黏度的影响至关重要,25 ℃的测定结果见图 2。                          DS c =0.24,DS s =0.68,pH=2 时,随着质量分数从 1%
                                                               增加 到 5% , 溶液的黏度 从 7.05 mPa·s 增大 至
                                                               9.66 mPa·s;pH=12 时,随着质量分数从 1%增加到
                                                               5%,溶液的黏度从 7.08 mPa·s 增大至 10.40 mPa·s,
                                                               溶液质量分数越大,黏度越大,但总体保持在一个
                                                               较低的状态。
                                                               2.3    纤维素基减水剂性能测试
                                                                   为了便于比较 CLCSC 的性能优劣,本文采用
                                                               木质素磺酸盐减水剂进行了对比实验。结果见图 3。







                  图 2  pH、质量分数、取代度与黏度的关系
            Fig. 2    Effects of pH, concentration and degree of
                     substitution on the viscosity of CLCSC solution

                 如图 2 所示,pH 对水溶液黏度的影响很小,这
            是因为磺酸基团对 pH 变化表现不敏感,所以 pH

            的变化对 CLCSC 溶液状态和分子间作用力影响较
                                                                       图 3   掺量与水泥净浆流动度的关系
            小,故黏度变化也很小。由图 2 可以看出取代度对
                                                               Fig. 3    Relationship between additive content of water-
            黏度并没有明显的影响,产品的黏度范围在 7.05~                                 reducing agent and fluidity of cement slurry
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