结构明确的聚羧酸超塑化剂的可控合成及其与水泥作用机理的研究

To reveal the relationship between molecular structures and properties of polycarboxylate superplasticizers, a series of well-defined polycarboxylate superplasticizers will be synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP), and the interaction between polycarboxylate superplasticizers and cements will be investigated. The relationship between structures and properties of polycarboxylate superplasticizers will be presented by establishing the conections among their molecular structures and dispersive performances. Furthermore, the problems in analysing the relationship between structures and properties of polycarboxylate superplasticizers caused by random structure of current polycarboxylate superplasticizers will be solved, and a more scientific view will be provided to probe the action mechanism of polycarboxylate superplasticizers. Aiming at providing directions for development and improvement of polycarboxylate superplasticizers, it will has promising application.

为揭示聚羧酸超塑化剂的分子结构与其分散水泥性能之间的关系，本课题拟通过原子转移自由基聚合（ATRP）合成系列分子结构明确的聚羧酸超塑化剂，通过研究其与水泥颗粒的相互作用，探讨超塑化剂的分子结构对分散水泥性能的影响，建立聚羧酸超塑化剂的分子结构-分散性能的联系，阐明聚羧酸超塑化剂的构性关系，解决因现有聚合技术无法制备分子结构明确的超塑化剂而给研究其构性关系带来的问题，为完善聚羧酸超塑化剂的作用机理提供更科学的依据。目的在于为开发新的或改进现有的聚羧酸超塑化剂提供指导性帮助，具有广阔的应用前景。

以十二烷硫基羰基硫代硫基丙酸为链转移剂，偶氮二异丁腈作为引发剂，以丙烯酸类单体和不同的聚醚类大单体为原料，采用RAFT聚合的方法，合成了结构明确的AB型、BAB型和ABA型三个系列的梳形聚羧酸超塑化剂，并通过红外吸收光谱和核磁氢谱对其结构及分子序列分布进行了表征，利用凝胶渗透色谱仪对聚合物的分子量及分子量分布进行了测定。将所合成聚羧酸超塑化剂掺加到水泥中，通过有机碳总量测定仪测定了超塑化剂在水泥颗粒表面的吸附量，系统研究了不同类型聚羧酸超塑化剂对水泥净浆流动度的影响，探讨了其分子结构与其水泥分散性能间的关系。当将超塑化剂掺加到水泥浆中时，其分子中带有负电荷官能团的主链可以通过静电作用被吸附在水泥颗粒的表面，其聚氧乙烯侧链可以提供空间位阻，从而实现水泥颗粒的分散。羧基和侧链的相对比例和分布是影响聚羧酸超塑化剂分散水泥能力的关键因素。 对分子结构明确的聚羧酸超塑化剂在水泥中的吸附行为及分散性能的研究，揭示了聚羧酸超塑化剂的构性关系，为完善聚羧酸超塑化剂在水泥中的作用机理提供了理论依据和数据支持。