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聚乙二醇单甲醚在减水剂方面的改性应用时间:2021-09-22 聚乙二醇单甲醚是聚乙二醇的衍生物,可溶于水、乙醇和大多数高极性的有机溶剂,不易挥发,化学性质稳定,亲水性强,不易水解破坏。蒸汽压低,热稳定性好,在纺织印染及日化工业中作为增稠剂、润滑剂。用之与丙烯酸合成反应,做成MPEG丙烯酸酯,制备的聚羧酸盐高效水泥减水剂有较强的水泥颗粒分散性保持能力,使产品具有掺量低、减水率高、增强效果好、耐久性、不锈蚀钢筋及对环境友好等优点,在建材工业中,用作水泥减水剂、增强剂,可应用在现场搅拌及远距离输送的高性能、高强度(C60以上)的商品混凝土中。 据中国产业调研网发布的2015年中国聚乙二醇单甲醚行业现状调研及发展趋势预测报告显示,目前,我国精细化工业的快速发展,带动了源头产品环氧乙烷市场一直处于供不应求的局面,聚酯及表面活性剂等领域的高速发展,驱动了乙二醇、合成洗涤剂、环氧乙烷衍生的表面活性剂等产品的需求量大增,源头产品市场潜力巨大。 本文就近年来聚乙二醇单甲醚在减水剂方面的制备和应用进行了阐述。为开发和应用聚乙二醇单甲醚产业链提供参考。 1、减水剂 聚羧酸系减水剂作为新一代高性能减水剂是混凝土中的味精,具有掺量低、减水率高、保坍性好、收缩率低、后期增强效果好、生产过程不污染环境等优点,广泛应用于基础设施建设。随着国家对路桥、场馆建筑、防洪围岸和排灌设施的大量投入,特别是高速铁路的快速建设,聚羧酸减水剂以其优良的性能备受青睐。高效减水、提高使用耐候性能和降低生产成本,近年来已成为国内外混凝土外加剂研发的热点,也是未来减水剂发展的主攻方向。 曾小君等以大分子单体丙烯酸单聚乙二醇单甲醚酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料通过共聚反应制得MPEGAA-AA-SMAS三元共聚聚羧酸高效减水剂。系统讨论了单体摩尔比、引发剂用量、反应温度和反应时间对共聚产物分散性和保塑性的影响规律,确定了合成MPEGAA-AA-SMAS三元共聚聚羧酸高效减水剂的优化工艺条件。与国外进口聚羧酸减水剂PC进行了混凝土应用性能对比试验,当其掺量为0.18%,水灰比为0.29时,所合成的聚羧酸减水剂有良好的分散性和分散保持性,性能相当于国外同类产品。 以聚乙二醇单甲醚(MPEG)和马来酸酐(MA)为原料,经酯化制得马来酸单聚乙二醇单甲醚酯(MPEGMA)和马来酸酐的混合物,再与原料马来酸酐(MA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)共聚反应制得MPEGMA-MA-SMAS三元共聚物高效减水剂。系统讨论了单体摩尔比、催化剂用量、酯化温度、酯化时间、聚合温度、聚合时间和引发剂用量对共聚产物分散性的影响规律。当n(MPEG):n(MA):n(SMAS)=1:4:0.9,催化剂用量为原料总质量的5%,酯化温度105℃~115℃,酯化时间2h,85℃下聚合5h,引发剂用量为单体总质量的10%时,合成减水剂的综合性能良好。性能试验当其掺量为0.33%时,在混凝土中分布均匀,有利于增强混凝土的强度、抗冻融性和耐久性,水泥净浆初始流动度达284mm,28d混凝土强度达到45.8MPa。 蒋霖等以聚乙二醇单甲醚(MPEG1000)和甲基丙烯酸(MAA)为原料,对甲苯磺酸(PTSA)为催化剂,吩噻嗪(PTZ)为阻聚剂,在通氮气赶水的条件下通过酯化反应制备聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)大单体,产物作为合成聚羧酸系减水剂的中间体。采用单因素试验优选酸醇物质的量比6:1、阻聚剂用量0.60%、温度110℃时催化剂用量在(1%~5%)下所需要的酯化时间及所达到的酯化率。催化剂用量5%,酯化时间约50min,酯化率达到96.52%。利用线性回归方法,判定酯化反应为二级反应。增加催化剂用量,酯化时间缩短,酯化率提高,速率常数变大;在合适的温度范围内,温度越高,速率常数越大;在中性溶液中对大单体进行短期储存可行。 聚羧酸减水剂是一种具有梳状结构高分子的材料。一般使用链转移剂来调节聚合物的相对分子质量,控制分子量范围。周南南以聚乙二醇单甲醚为原料,以过硫酸盐为引发剂,采用先酯化后聚合的方法,分别选用巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠、异丙醇这三种市场上常见的链转移剂,通过调节链转移剂用量,制备得到聚羧酸减水剂,并用于混凝土性能测试。得出以甲基烯丙基磺酸钠作为链转移剂,用量1%时,合成的聚羧酸高性能减水剂混凝土分散性能最好。 MPEGAA用于合成水相梳形分散剂,梳形分散剂是一种嵌段式聚合物,由离子基团与非离子基团组成,梳形分散剂掺杂量小且适应性强。梳形分散剂是以MPEG和AA为原料,对甲苯磺酸为催化剂,在减压条件下直接酯化合成。其最优化工艺参数为:反应温度90℃、反应压力0.06MPa,催化剂用量为反应物总质量的2.0%,阻聚剂用量为丙烯酸质量的1.5%,AA与MPEG物质的量比为3:1,反应5h,酯化率可达92.6%。用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取后,产物纯度为99.2%。 酯类聚羧酸盐减水剂通过先酯化后聚合的方法来制 |