SA-AA-MA聚合物的合成及在水泥和水处理中的应用

论文摘要

本文对水溶性聚合物的作用、发展概况及其作用机理作了综述,本文实验通过正交试验分析法,分别研究带羧基,磺酸基,酯基等基团的不饱和单体的物质的量之比及引发剂的量等因素对聚羧酸系减水剂性能的影响,从而得出合成聚羧酸系高效减水剂的一种最佳配方,并对试制产品进行性能试验。并且对合成聚合物进行阻垢、分散试验,以便应用于工业循环水处理。结果表明: （1）通过比较五个因素对水泥外加剂性能的影响,合成高性能混凝土外加剂的各单体的比例应为苯乙烯磺酸钠:丙烯酸:丙烯酸甲酯=1.0:4.0:1.5, 加入的引发剂的量为4.0%（占单体的wT%）,加入的分子量调节剂的量为30% （占单体的wT%）,此时合成聚合物具有最优异的改性混凝上的性能。（2）共聚物的粘均分子量对聚合物分散水泥颗粒的能力有着非常显著的影响,分子量过低,所带的负电基团较少,排斥性能较差。掺低分子量（<30000） 共聚物的水泥净浆流动度随着分子量的增大而增大,且随着掺量的增加而增加。（3）本文所合成的共聚物掺量低,但对水泥颗粒的分散作用要强于萘系和二聚氰胺系。三聚氰胺系外加剂的对水泥颗粒的分散性能作用略优于萘系,但从掺量上看,比萘系的要多。（4）当合成聚合物掺量为1%（聚羧酸系减水剂的实际掺量小于0.25%）, 水灰比为0.29 时,水泥净浆保持流动性时间较长,即初凝和终凝时间显著延长, 但均小于10 小时,能保证正常凝结固化。（5） 混凝土强度与减水率是相对应的,减水率越高,混凝土结构就越为密实,其抗压强度也就越强。掺入合成聚合物的混凝土比掺入萘系和三聚氰胺系的混凝土抗压强度都要高,掺入萘系和三聚氰胺系减水剂的混凝土强度相差不大。（6）所合成的聚合物对磷酸钙的阻垢效果均要优于从AA-AMPS—HPA 聚合物。这可能是因为合成的聚合物与从AA-AMPs—HPA 聚合物相比多了苯环结构,从而增大了分子的空间障碍作用,破坏其结品过程,防止晶粒长大,增强了阻垢的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 水溶性聚合物的性质、性能
• 1.2 水溶性聚合物用于改性混凝土的研究
• 1.2.1 作用机理
• 1.2.2 目前研究的重点
• （1） 反应单体的选择
• （2） 单体比例的选择
• （3） 聚合物相对分子量及其分布对性能的影响
• （4） 高效减水剂在水化过程中的作用
• （5） 高效减水剂的添加量及复配对性能的影响
• 1.3 水溶性聚合物用于工业循环水处理方面的研究
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 苯乙烯磺酸钠-丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物的合成
• 2.1 合成的原料及仪器
• 2.1.1 原料及说明
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 聚羧酸系高效减水剂的合成
• 2.2.1 合成机理
• 2.2.2 合成路线
• 2.2.3 合成方法
• 2.2.4 正交试验设计及合成结果
• 2.3 合成聚合物粘均分子量的测定
• 2.3.1 方法原理
• 2.3.2 测定方法
• 2.3.3 主要仪器和试剂
• 2.3.4 实验步骤
• 2.4 固体含量的测定
• 2.4.1 仪器
• 2.4.2 实验步骤
• 2.5 产品的基本指标
• 第三章 苯乙烯磺酸钠-丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物对水泥颗粒的分散性能
• 3.1 试验原理
• 3.2 水泥净浆流动度试验方法
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 水泥
• 3.2.3 试验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 正交试验结果与分析
• 3.3.2 共聚物的分子量与净浆流动度的关系
• 3.3.3 与其它高性能外加剂的分散性能比较
• 第四章 聚合物对水泥性能的改善及结果评定
• 4.1 试验内容
• 4.1.1 减水率测定
• 4.1.2 凝结时间差测定
• 4.1.3 抗压强度比测定
• 4.2 结果与讨论
• 第五章 聚合物阻垢分散性能评定与结果讨论
• 5.1 试验方法
• 5.1.1 碳酸钙沉积静态阻垢法
• 5.1.2 磷酸钙沉积静态阻垢法
• 5.1.3 氧化铁的分散性能评定
• 5.1.4 锌盐沉积法静态评定
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 阻碳酸钙、磷酸钙垢的性能
• 5.2.2 对锌盐的分散性能
• 5.2.3 对氧化铁的分散性能
• 第六章 结论
• 参考文献
• 成果