Page 223 - 《精细化工》2022年第11期
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第 11 期 解利荣，等: 不同磷酸酯单体的 EPEG 型聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能 ·2373·
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1.3 聚合物结构表征 弯曲振动吸收峰；1107 cm 处为聚合物长侧链重复单
将合成减水剂分别置于截留相对分子质量为 元—CH 2CH 2 O—中 C—O—C 的伸缩振动吸收峰；953
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8000~14000 的透析袋中透析 3 d，放置于烘箱加热 和 839 cm 处为—CH 2CH 2O—中亚甲基的摇摆振动
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干燥 3 d，得到提纯后聚合物样品。将重水（D 2 O） 吸收峰。和 PCE-E 相比，PCE-EP 1 在 3500 cm 处出
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作为溶剂，测定核磁共振氢谱；采用溴化钾压片法 现羟基伸缩振动吸收峰、PCE-EP 2 在 3500 cm 处出
进行红外光谱分析。 现酰胺的 N—H 伸缩振动吸收峰，两种磷酸酯侧链
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1.4 净浆流动度测试 上酯基的 C==O 伸缩振动吸收可能在 1729 cm 处与
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水泥净浆流动度按照 GBT8077—2012《混凝土 羧酸根 C==O 的伸缩振动吸收峰重合。1572 cm 处
外加剂匀质性试验方法》进行测试，水灰质量比（简 为封端酰胺磷酸酯上两个 C==O 相互作用后的吸收
称水灰比 W/C）为 0.29，减水剂折固掺量为水泥质 峰。1650 cm 左右 C==C 的伸缩振动峰消失，说明
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量的 0.2%，每隔 30 min 测定一次水泥净浆流动度， 所有单体基本参与聚合反应。以上结果可以说明 3
测试时间为 120 min。 种减水剂均已成功合成。
1.5 蒙脱土层间距测试
将蒙脱土用质量分数为 1%的减水剂水溶液振
荡 60 min 后离心，将离心后固体在 105 ℃下烘干，
研磨后使用 X 射线衍射仪（XRD）测试蒙脱土的层
间距。测试条件：Cu 靶 K α 线，石墨单色器，管电
压为 40 kV，管电流为 20 mA，扫描范围为 2°~10°。
层间距的计算方法如式（1）所示。
n 2sind （1）
式中：n 为衍射级数，X 射线 n=1；λ 为 X 射线的波
长，nm；d 为晶面间距，cm；θ为入射 X 射线与相
应晶面的夹角，°。 图 1 不同减水剂的红外光谱图
Fig. 1 FTIR spectra of different polycarboxylates
1.6 蒙脱土膨胀率测试
用稳定性分析仪测得透光率观察减水剂对蒙脱 图 2 为 3 种减水剂的核磁共振氢谱图，溶剂为
土的分散情况。将 0.5 g 蒙脱土用 30 g 减水剂溶液 D 2 O。δ=1.62 处为聚合物主链亚甲基上 H 的化学位移，
（减水剂质量分数为 1%）处理，摇匀使溶液充分分 δ=2.27~2.60 处为聚合物主链上次甲基 H 的化学位移，
散，放入稳定性分析仪中测定样品 2 h 透光率，用 δ=3.40~3.70 处为聚合物分子长侧链—OCH 2CH 2O—
清水处理的蒙脱土作为对照样，高度记为 100%，根 的重复单元亚甲基 H 的化学位移，δ=4.17~4.23 处为
据参考文献 [14] 计算减水剂的膨胀率。 磷酸酯基上羟基 H 的化学位移或聚合物长侧链末端
1.7 吸附层厚度测试 羟基 H 的化学位移，δ=5.00~6.00 处不饱和碳上 H
将适量水泥和蒙脱土用质量分数为 1%的减水 质子信号消失，表明 C==C 参与反应，单体基本参
剂溶液处理后，在 105 ℃下烘干，通过 X 射线光电 与聚合；PCE-EP 1 中，δ=8.00~8.29 处峰归属于与 P
子能谱（XPS）测试水泥和蒙脱土吸附减水剂后的 原子相连的羟基 H 原子；PCE-EP 2 中，δ=8.0~8.29 处
吸附膜厚度，以 Al K α（1486.69 eV）为激发源，以 归属于酰胺键上的 H 原子。因此，3 种减水剂均已成
Si 元素为特征元素，测定蒙脱土吸附聚羧酸减水剂 功合成。
PCE-E、PCE-EP 1、PCE-EP 2 前后的 Si 2p 光电子强度，
参考文献[15-16]计算水泥或蒙脱土表面吸附膜厚度。
2 结果与讨论
2.1 结构表征
图 1 为 3 种聚羧酸减水剂的红外图谱。以 PCE-
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E 为例，2882 cm 处为聚合物分子中亚甲基的 C—
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H 伸缩振动峰；1729 m 处为羧酸根的 C==O 伸缩
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振动吸收峰；1469 cm 处为—CH 2 —和—CH 3 的反
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对称变形振动峰；1354 cm 处为—CH 3 的对称变形 图 2 不同减水剂的 HNMR 谱图
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振动峰；1284 cm 处为聚合物长侧链末端 O—H 的 Fig. 2 HNMR spectra of different polycarboxylates
