Page 222 - 《精细化工》2022年第11期
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·2372·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 聚羧酸减水剂是第三代混凝土外加剂，有着减                              NJ-160A 型水泥净浆搅拌机，上海东星建材试
                                                     [1]
            水率高、绿色环保、结构可设计性强等优势 。但                             验设备公司；VERTEX-80 型傅里叶变换红外光谱
            聚羧酸减水剂在应用过程中，混凝土中的泥土会导                             仪、ADVANCE  Ⅲ 600  MHz 型核磁共振波谱仪、
                                        [2]
            致减水剂对水泥分散性能降低 ，随着国内砂石资                             D/max2200PC 型 X 射线衍射仪，德国 Bruker 公司；
            源的短缺以及质量不断下降，砂石的含泥量普遍增                             Waters GPC  1515 型凝胶渗透色谱仪，美国 Waters
            加，这一问题一直没有获得有效解决，故提高聚羧                             公司；NANO-ZS90 型电位粒度分析仪，英国 Malvern
            酸减水剂对泥土的耐受性成为行业内亟需解决的实                             公司；Vario TOC 型总有机碳分析仪，德国 Elementar
            际问题之一。                                             公司；DCA21 型表面张力测定仪，德国 Dataphysics
                 解决泥土敏感性问题主要有通过掺入复配小分                          公司；AXIS Supra 型 X 射线光电子能谱仪，英国
            子和结构设计引入功能单体合成抗泥型减水剂两种                             Kratos 公司；Turbiscan Lab 型稳定性分析仪，法国
                          [4]
                [3]
            方法 。吴伟等 发现，在减水剂中引入磷酸官能团                            Formulaction 公司；TG650-WS 型高速离心机，上海
            能够降低黏土对减水剂的吸附。还有研究                    [5-7] 发现，    安亭科学仪器厂。
            将 2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯（HEMAP）或封端                         1.2   减水剂的合成
            酰胺磷酸酯（CAP）引入聚羧酸减水剂中可以起到                                在带有搅拌装置、软管连接蠕动泵的 100 mL
            抗泥作用。乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（EPEG）                     [8-9]  三口烧瓶中加入 EPEG（20.82 g，6.9 mmol）和 26 mL
            大单体是近年来新开发的一类新型大单体，相较于                             去离子水，设定恒温水浴 20  ℃，大单体 EPEG 搅
            异戊烯基聚乙二醇醚（TPEG）、异丁烯基聚乙二醇                           拌 10 min 且完全溶解后，加入引发剂双氧水（引发
            醚（HPEG）大单体，该大单体结构上的双键直接与                           剂用量为所有单体质量的 1.5%），搅拌 5 min 后，用
            氧原子相连      [10] ，因此，该大单体具有反应活性高、                   针管滴加 HEMAP 的水溶液 1 mL（固定其他单体用
            合成的减水剂减水率高、与水泥和易性好、反应条                             量，HEMAP 用量分别为 EPEG、AA 总质量的
            件温和、转化率高、可实现低温合成、原料易得等                             0~6%）。之后，开始使用蠕动泵分别滴加 AA（2 g，
            优点  [11-13] ，发展前景良好。但是利用 EPEG 单体合                  27.75 mmol）水溶液 4 mL、TGA（总单体质量的
            成的减水剂仍然存在对黏土敏感、抗泥性差的缺点。                            0.5%）与 V C （单体质量的 0.3%）的混合水溶液 3 mL，
            目前关于 EPEG 大单体合成抗泥型聚羧酸减水剂方                          AA 水溶液控制在 30 min 滴加完成，TGA 与 V C 的
            面的研究鲜见报道。                                          混合水溶液控制在 45 min 滴加完成，之后保温反应
                 本文以 EPEG 与丙烯酸（AA）合成减水剂，并                      2 h。反应完成后，用质量分数 30%氢氧化钠水溶液
            选取含有一个磷酸根的 HEMAP 和含有两个磷酸根                          调节产品 pH 为 6~7，得到透明黏稠状聚羧酸减水剂
            的 CAP 为功能单体，在常温条件下合成出两种磷酸                          57 mL（简称 PCE-EP 1 ）。采用相同方法，将 HEMAP
            酯型聚羧酸减水剂，探究了 EPEG 单体和这两种磷                          替换为 CAP 制备的减水剂标记为 PCE-EP 2 ，PCE-E
            酸酯功能单体的兼容性，比较合成出的两种磷酸酯                             为不加磷酸酯单体的产物。合成路线如下所示：
            型减水剂的抗泥性能以及探究减水剂与水泥、蒙脱
            土（MMT）之间的作用机理，为 EPEG 合成抗泥型
            聚羧酸减水剂推广应用提供一定的技术参考。

            1   实验部分

            1.1   试剂与仪器
                 EPEG（相对分子质量 3000），工业级，辽宁奥
            克化学股份有限公司； CAP（化学纯）、HEMAP（化
            学纯）、AA（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限
            公司；过氧化氢（H 2 O 2 ，质量分数 30%）、氢氧化
            钠（NaOH），分析纯，天津市大茂化学试剂厂；抗
            坏血酸（V C ），分析纯，天津市天力化学试剂有限
            公司；硫代乙醇酸（TGA），分析纯，成都市科隆化
            学品有限公司；蒙脱土，灵寿县德航矿产品有限公
            司；P·O42.5 水泥，尧柏特种水泥及集团有限公司；
            去离子水，自制； TPEG 型减水剂 PCE-T，市售。
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