發(fā)布時間：2020-07-10 09:17

【摘要】：聚羧酸減水劑(PCEs)被稱為第三代高性能減水劑,常被應(yīng)用于建筑工程的各個領(lǐng)域,具有性能優(yōu)良環(huán)境友好等優(yōu)點。隨著聚羧酸減水劑產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,其主要原材料聚醚型大單體的產(chǎn)量和應(yīng)用都呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。但由于缺少聚醚型減水劑共聚單體的競聚率等基本數(shù)據(jù),在生產(chǎn)過程中只能依靠不斷的探索性實驗優(yōu)化減水劑的性能。為了更好的進(jìn)行生產(chǎn)實踐,需要研究不同的醚類大單體與同一小單體發(fā)生共聚反應(yīng)時的反應(yīng)活性。本文進(jìn)行的研究內(nèi)容如下:(1)競聚率是共聚體系中單體進(jìn)入共聚物本領(lǐng)的大小,通過競聚率的大小可以直觀的分析單體的共聚行為,為生產(chǎn)實踐做出指導(dǎo)。常用的計算競聚率的方法包括FR法、YBR法和K-T法,數(shù)據(jù)結(jié)果表明FR法計算結(jié)果誤差較大,可采用YBR法和K-T法計算結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果;(2)選取常見的兩種醚類大單體乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)和異戊烯醇聚乙二醇醚(TPEG)分別與小單體丙烯酸(AA)在適宜的條件下進(jìn)行共聚反應(yīng),控制聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低于15%,通過凝膠滲透色譜和紅外光譜對合成的樣品進(jìn)行表征,通過FR法、YBR法和K-T法求取競聚率,分析計算結(jié)果得出競聚率為r_1(EPEG)=0.00381,r_2(AA)=1.43366;r_1(TPEG)=0.00610,r_2(AA)=3.27080;(3)計算結(jié)果表明兩種大單體基本都不發(fā)生均聚,小單體AA的均聚傾向要強于兩種大單體,而通過繪制共聚體系EPEG-AA和TPEG-AA的共聚曲線,我們可以發(fā)現(xiàn)兩種共聚都是非理想共聚,共聚曲線位于理想共聚曲線的下方,與理想共聚曲線沒有交點,即共聚物的組成隨轉(zhuǎn)化率的變化而變化;(4)比較兩種醚類大單體活性,發(fā)現(xiàn)EPEG聚合活性明顯大于TPEG單體,也就是在相同條件下的共聚體系中,EPEG與小單體AA共聚的能力要比TPEG與小單體AA共聚能力強,而在不同條件下,EPEG與AA聚合反應(yīng)所需的時間更短;(5)以單體配比為2:8的比例合成了自制減水劑EPEG-AA-PCEs和TPEG-AA-PCEs,對減水劑樣品進(jìn)行了勻質(zhì)性測試和混凝土的性能測試,包括混凝土坍落度測試、含氣量測試、凝結(jié)時間測試以及混凝土強度測試。測試結(jié)果表明自制PCEs在各方面均表現(xiàn)優(yōu)異,說明自制PCEs的性能符合了市售減水劑的性能標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU528.042.2;O631.5
【圖文】：

緒論5圖1.3 均聚鏈和各種共聚類型的實例Fig 1.3 Examples of a homopolymer chain and various copolymer types因此，清晰的區(qū)別共聚物的類型是非常重要的，為了解共聚物的單體聚合活性，鏈段分布及共聚物的類型等引入競聚率的概念。競聚率是基于自由基共聚加成而提出的概念[49]，是單體均聚和共聚反應(yīng)鏈增長的速率之比，通過競聚率可直觀的分析大單體與小單體的共聚傾向，以及共聚單體進(jìn)入共聚物的本領(lǐng)[50]。而兩元單體（以M1、M2代表）共聚時鏈增長反應(yīng)只有以下四種： 11111MMMk 12212MMMk 21121MMMk 22222MMMk 其中，k代表反應(yīng)速率常數(shù)，根據(jù)競聚率的定義，則通常以r1代表單體M1的競聚率，r2代表單體M2的競聚率，則有：12111kkr 21222kkr 根據(jù)r的定義我們可以通過r的大小來判斷單體的共聚行為（以r1為例）：若r1=0時

14a）反應(yīng)前的GPC圖譜 b）反應(yīng)后的GPC圖譜圖3.1 聚合反應(yīng)發(fā)生前后的凝膠滲透色譜Figure 3.1 Gel permeation chromatography before and after polymerization由上兩圖可得，聚合反應(yīng)一段時間后，除在38.550 min處有響應(yīng)峰外，在28.233min處又有響應(yīng)峰，說明聚合反應(yīng)合成共聚物，且轉(zhuǎn)化率為12.24%，符合轉(zhuǎn)化率低于15%的要求。3.2.2 聚合物的 FTIR 表征采用紅外光譜對實驗所得樣品進(jìn)行表征，分析所得FTIR譜圖3.2，并參照紅外光譜分析表進(jìn)行分析。圖3.2 EPEG-AA樣品的紅外表征Figure 3.2 FTIR Analysis of EPEG-AA samples分析圖譜可知在3451 cm-1處存在一明顯的寬峰，應(yīng)為-OH的伸縮振動吸收峰；在2888.90 cm-1處存在一強峰

a）反應(yīng)前的GPC圖譜 b）反應(yīng)后的GPC圖譜圖3.1 聚合反應(yīng)發(fā)生前后的凝膠滲透色譜Figure 3.1 Gel permeation chromatography before and after polymerization由上兩圖可得，聚合反應(yīng)一段時間后，除在38.550 min處有響應(yīng)峰外，在2處又有響應(yīng)峰，說明聚合反應(yīng)合成共聚物，且轉(zhuǎn)化率為12.24%，符合轉(zhuǎn)化率的要求。 聚合物的 FTIR 表征采用紅外光譜對實驗所得樣品進(jìn)行表征，分析所得FTIR譜圖3.2，并參照紅析表進(jìn)行分析。

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本文編號：2748723