Page 188 - 精细化工2019年第12期

·2516· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.2 木质素基聚羧酸减水剂的物化性能 不易破碎。说明木质素的存在使 PCE-Ls 的引气性
图 5 为不同质量浓度的 KL、KL-TPEG、PCE-Ls 大大提高，且木质素含量越高 PCE-Ls 的引气性越
减水剂的表面张力图。由图 5 可知，TPEG、PCE-B、 好，这是由于 PCE-Ls 的支化结构造成的。PCE-Ls
PCE-L2%的表面活性较接近。这是由于 PCE-B、 良好的表面活性使 PCE-Ls 分散的气泡更加稳定。
PCE-L2%的主体结构是由 TPEG 构成的，因此，在 因此，PCE-Ls 相对 PCE-B 具有更好的引气性。
表面活性上与 TPEG 差别不大。

图 6 PCE-Ls 系列减水剂的泡沫高度-时间图
图 5 KL、KL-TPEG、PCE-Ls 系列减水剂的表面张力图 Fig. 6 Foam height time diagrams for PCE-Ls samples
Fig. 5 Surface tension diagrams of KL, KL-TPEG and PCE-Ls
samples PCE-Ls 的粒径分布如图 7 所示。

对比 PCE-B、PCE-L2%、PCE-L10%、PCE-L30%
可以看出，同一浓度下，随着 KL-TPEG 含量的增加，
PCE-Ls 的表面活性也提高。这是由于具有疏水结构
的 KL 处于分子中心，而亲水的 PEG 链段处于四周，
形成亲水柔性爪-疏水骨架核的支化结构，这种支化
结构的 PCE-Ls 在水中难以形成整齐排列的胶团，
因此，具有较高的表面活性。
KL-TPEG 具有更低的表面活性，在质量浓度为
50 g/L 时，表面张力仅为 36.01 mN/m，而相同浓度

下 TPEG、PCE-L30%的表面张力分别为 58.73 和
图 7 PCE-Ls 的粒径分布图
47.86 mN/m。这是因为 KL-TPEG 中 KL 疏水基团的
Fig. 7 Particle size distribution curves of PCE-Ls
含量更高，形成了以木质素为中心的星型支化结构，

木质素的疏水性和星型支化结构使 KL-TPEG 具有 在水泥孔隙中分布的 PCE-Ls 粒子真实地反映
更高的表面活性。 了粒子在水泥浆体中的真实状态，由图 7 可以看出，
为了改善混凝土的和易性，在混凝土的拌合过 PCE-B、PCE-L2%、PCE-L30%的单个粒子粒径分别
程中往往需要加入一些引气剂来降低气液界面的张 为 9.0、3.8、6.9 nm，这与其分子结构有关。虽然其
力，以增强气泡液膜厚度、机械强度和液膜之间的 分子量相当，但 PCE-B 是传统的梳形结构，整体呈
静电斥力，使得分散体系在热力学上处于稳定状态， 长条形，而 PCE-L2%、PCE-L30%却呈支化的爪型
在宏观上表现出良好的和易性和抗泌水离析性能。 结构，因此粒径更小。PCE-L10%的单个粒子粒径仅
PCE-Ls 的引气性通过泡沫高度随时间的变化来测 为 2.6 nm，这是因为其分子量较小，同时也是爪型
试，结果如图 6 所示。 结构的缘故。比较团聚后 PCE-Ls 团聚体的粒径可
由图 6 可知，PCE-L30%的初始泡沫高度为 以发现，PCE-B 的团聚体粒径为 166.0 nm，而
187 mm，而 PCE-B 的初始泡沫高度仅为 167 mm， PCE-L2%和 PCE-L30%的团聚体粒径却分别为 280.4、
但是 PCE-B 的泡沫不能较长时间维持，在 5 min 时， 456.5 nm，说明 PCE-B 在团聚时由于分子间的互相
PCE-B 的泡沫高度跌至 20 mm，大大低于 PCE-Ls 缠绕体积压缩程度较大，而 PCE-L2%和 PCE-L30%
在 5 min 时的泡沫高度；在 30 min 时，PCE-B 更是 由于呈支化的爪状结构，有刚性木质素分子的支撑
低于 PCE-L10%、PCE-L30%。同时发现，PCE-Ls 作用，使其团聚后仍呈现出较大的体积。因此，
生成的气泡更加均匀、微小，且可较长时间保持， PCE-Ls 在水泥浆体中具有更大的空间位阻，使水泥