羧酸系梳形接枝共聚物的构性关系

在羧酸系混凝土外加剂合成及工艺日益成熟的情况下,提高其产品的性能、拓展其应用范围成为人们的研究热点。现在羧酸系接枝共聚物的合成技术已经基本能够满足分子设计的要求,根据分子设计得到指定结构的共聚物。因此目前关于羧酸类接枝共聚物性能进一步提高的关键仍主要取决于对羧酸类共聚物结构与性能关系的理解,只有在深入解析了结构与性能的关系后,才有可能做到针对特定用途的特定性能要求来设计特定的水性羧酸类梳形接枝共聚物的分子结构,最后根据所掌握的合成技术得到目标产物。自从聚羧酸外加剂出现以来,对其结构与性能关系的研究就从来没有间断过,近十年来,国外学者在这方面的研究报道很多,一般认为具有短接枝侧链的梳形共聚物由于空间位阻效应较弱,其分散性能较低,但分散保持性很好;而具有较长接枝侧链的共聚物由于空间位阻效应很强对早期流动性能有利,但对流动性的保持能力是很差的。而Ohta等人的研究结果却认为,当聚合物主链很短、接枝侧链长且接枝密度高时,具有良好的坍落度保持性能;当主链短、接枝侧链长而接枝密度低时,分散性能好。这些研究成果为我们在较高的起点上开发出系列高性能的聚羧酸外加剂提供了良好的理论研究基础,也正因为如此,笔者及其课题组能在较短的时间内开发出满足不同需要的高性能混凝土外加剂。

合成具有不同结构(主链吸附基团含量、分子量大小和分布,支链长度和含量)的模型化合物,探讨羧酸类接枝共聚物结构与分散和保切性能之间的关系,为实现按功能设计产品结构打下一定的理论基础。

试验原材料为各种不同分子量的单烷基聚醚、不饱和羧酸、引发剂,都为工业级。

当考察主链分子量对分散和保坍性能的影响时,整个合成过程只有一步,其共聚物没有接枝侧链。

当考察其他参数时,接枝共聚物(其主链和前述的共聚物一致)分两步进行:第一步,合成出具有聚合活性的大单体;第二步,向反应瓶中加入一定量的蒸馏水和催化剂,升高到一定温度,然后同时分开滴定单体混合溶液[包括(甲基)丙烯酸烷氧基聚乙二醇单酯(自制)、丙烯酸类单体、磺酸盐类单体、丙烯酸酯类单体、消泡功能性大单体(自制)和链转移剂]和复合引发剂溶液(含反应促进剂),控制滴加时间并保温数小时,后加碱中和至pH值为7.0~8.5.

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