华新水泥总裁李叶青:到2030年公司单位产品产值的碳排放量将比2005年下降70%以上
6月13日至14日,全球水泥和混凝土协会 (GCCA)领导人峰会在瑞士苏黎世召开,华新水泥总裁李叶青及140多名来自豪瑞(Holcim)、海德堡(Heidelberg)、西麦斯(Cemax)等全球水泥企业负责人,地区水泥协会的代表参加了会议。
......
[Page]
在聚羧酸类减水剂分子结构中,即使具备了各种基团,也并不意味着拥有了这类减水剂的高性能。要获得较好的分散性,则需要聚合的种类多、侧链长、主链聚合度短并且要含有较多的高密度磺酸基。国外的专家Okada、Mihara等人进一步研究表明,用聚乙二醇和丙烯酸得到共聚物与(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯等聚合得到分子量为25000~70000的性能好。当分子量小于5000时,其分散效果差;而分子量超过100000则产生凝结作用降低流动性。
Ohta等学者对聚羧酸系减水剂主链、侧链的长度等高分子的结构与混凝土的分散性、分散性保持、凝结的关系进行了研究。
Yamada等技术人员研究了聚羧酸系减水剂分子结构对水泥浆分散性的影响。其研究的影响因素包括:PEO链长度、分子聚合度(相对分子质量)、羧基和磺酸盐基团的不同的构成比与含量。日本学者名和丰春(T.Nawa)用6种带不同EO链长的马来酸配或甲基丙烯酸的接枝共聚物进行流动性实验时,发现EO链长对流动性的影响依赖于主链,在马来酸配基共聚物中,EO链越短,流动性越好,然而对于甲基丙烯酸基接枝共聚物来说,EO链越长,流动性越好,随着EO链长的增加,延迟水化的程度降低,而且延迟程度依赖于主链聚合物的类型。对于马来酸配类共聚物,EO链越短,水化延迟程度急剧增加,相反对于甲基丙烯酸基共聚物,水泥粒子的水化基本上不受EO链长的影响。李崇智等人研究了聚羧酸类高效减水剂中含PEO侧链的长度对减水剂性能的影响后指出,PEO的长度对保持流动性非常重要,如果PEO的聚合度太小,分子量不易控制;太大则使有效成分降低,导致分散能力降低;选择适当的链长,可以保持混凝土坍落度损失较小。公瑞煜等人以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚(APEO-n)、顺丁烯二酸酐(MAn)、苯乙烯(St)等共聚合成了一系列聚羧酸型梳状共聚物,研究结果表明,当接枝链长度为20~60、St摩尔分数为5%~20%时分散性能良好。可见,PEO侧链越长,减水剂分散效果越显著,流动度越大,塑性黏度越小,这种特性在水灰比越低时越明显。但是EO链越长,也就很难聚合,合成的减水剂在水泥浆微粒上也越难吸附,水泥浆的流动度随时间变化越大。水泥的塑性黏度的变化则与流动度相反,EO链越长,塑性黏度越小。EO侧链越短,聚合度越大,减水剂显示出较高的吸附率。但同时,减水剂的吸附率相对较低时,其分散性也会很高。磺酸基团和羧酸基团越多,减水剂的分散性也越好。
此外,聚合成的聚羧酸系减水剂的灼-电位较小,绝对值在15mv左右,随-COO-/PEO的摩尔比增加,减水剂分子结构中的阴离子基团密度提高,相应的灼-电位也增加,但在相同羧酸基数量条件下,以马来酸取代部分丙烯酸,灼-电位绝对值迅速增大到25mV以上,提高-COO-/PEO摩尔比,相应的水泥粒子具有更高的灼-电位,绝对值可以达到30mV以上,说明马来酸增强了在减水剂分子结构中羧酸基阴离子的极性,这一结果与掺减水剂的水泥净浆流动度试验一致,说明聚羧酸系减水剂的分散能力增强的部分原因在于减水剂分子结构中阴离子极性增加,使水泥粒子之间的静电斥力增大。因此只要调整好聚合物主链上各官能团的相对比例、聚合物主链和接枝侧链长度以及接枝数量的多少,使其达到结构平衡,就可显著提高减水率和流动性的保持。
聚羧酸系高性能减水剂的分类和制造方法
聚羧酸系高性能减水剂可进行如下分类:
按主链所用的原材料不同分为:丙烯酸、甲基丙烯酸系、马来酸酐和马来酸系等。
按所用活性单体等原料品种多少不同分为:二元、三元等共聚物。
按表面活性剂的性质不同分为:非离子型减水剂和阴离子型减水剂。
按用途不同分为:预拌混凝土用高流动性保持能力和预制混凝土制品用高早强性聚羧酸系高性能减水剂。
PLANK教授则按照聚羧酸系高性能减水剂的分子结构和官能团将聚羧酸减水剂分为4类:
甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯型,烯丙基醚型聚羧酸盐、亚胺/酰亚胺型聚羧酸盐和两性聚羧酸盐。
从目前所收集的资料来看,聚羧酸系减水剂合成方法大体上有以下几种:
[Page]
(1)可聚合单体直接共聚法
这种合成方法一般是先制备具有聚合活性的大单体(通常为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯),然后将一定配比的单体混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。这种合成工艺看起来很简单,但前提是要合成大单体,中间分离纯化过程比较繁琐,成本较高。
(2)聚合后功能化法
该方法主要是利用现有的聚合物进行改性,一般是采用已知分子量的聚羧酸聚合物,在催化剂的作用下与聚醚在较高温度下通过酯化反应进行接枝,或者采用丙烯酸等不饱和单体进行溶液聚合形成聚合物主链,然后在聚合物主链上根据设计接枝不同长度的侧链,形成不同结构的梳形聚合物。但这种方法也存在一些问题:现成的聚羧酸产品种类和规格有限,调整其组成和分子量比较困难;聚羧酸和聚醚的相容性不好,酯化实际操作困难;另外,随着酯化的不断进行,水分不断溢出,会出现相分离。当然,如果能选择一种与聚羧酸相容性好的聚醚,则相分离的问题完全可以解决。
(3)原位聚合与接枝
该方法主要是为了克服聚合后功能化法的缺点而开发的,以聚醚作为羧酸类不饱和单体的反应介质。该反应集聚合与酯化于一体,当然避免了聚羧酸聚醚相容性不好的问题。但缺点是得到的聚合物不一定是设计的聚合物,性能控制比较困难。目前合成聚羧酸系减水剂所选的单体主要有4种:(1)不饱和酸———马来酸酐、马来酸和丙烯酸、甲基丙烯酸;(2)聚链烯基物质———聚链烯基烃及其含不同官能团的衍生物;(3)聚苯乙烯磺酸盐或酯;(4)(甲基)丙烯酸盐、酯或酰胺等。
编辑:
监督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com
热门品牌价格
地区频道价格
6月13日至14日,全球水泥和混凝土协会 (GCCA)领导人峰会在瑞士苏黎世召开,华新水泥总裁李叶青及140多名来自豪瑞(Holcim)、海德堡(Heidelberg)、西麦斯(Cemax)等全球水泥企业负责人,地区水泥协会的代表参加了会议。
6月9日,海南省混凝土行业高质量发展大会在海口举行。会上宣布海南省混凝土协会正式成立。
6月3日,以“创新驱动,以变应变”为主题的中国混凝土与水泥制品行业大会在江苏南京隆重召开!
在南京国际展览中心,2023中国混凝土展的现场,热火朝天。
推荐文章