摘 要

本文借助GPC凝胶色谱仪，红外光谱，核磁共振光谱，借助CHEMDRAW软件设计一系列VPEG型-聚羧酸减水剂（PCE）的分子结构式，作为分子结构设计的第一步。通过自由基聚合反应合成了一系列不同类型的减水剂，通过测定减水剂的抗吸附能力以及净浆流动实验测定其分散性及其分散保持性来探究减水剂的构性关系，通过各种表征手段来探究合成聚羧酸减水剂的实际分子结构，这对于我们了解聚羧酸减水剂的作用机理与其内部分子结构的关系具有重要的指导意义。

论文主要研究了聚羧酸减水剂的分子结构设计及其构性关系。

研究结果表明：聚羧酸减水剂的性能（抗泥性分散性及其分散保持性）不仅受到其不同大单体聚醚类型和单体类型的影响，其单体聚醚比（酸醚比）及其电荷密度，主链电荷数，聚合度，长支链的密度，支链长度对其性能也有不同作用。

本文的特色：为了深入探究聚羧酸减水剂的实际分子结构，单体序列，实际共聚比。为探究聚羧酸的构性关系及其指导分子结构设计提供重要的依据，并探究其对蒙脱土的吸附作用机理。

关键词：；分子结构；构性关系；吸附作用

Abstact

In this paper, the molecular structure of a series of VPEG-polycarboxylate water reducing agent (PCE) was designed by means of GPC gel chromatograph, infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy and CHEMDRAW software as the first step in the molecular structure design. A series of different types of water reducing agents were synthesized by free radical polymerization. The relationship between the dispersibility of the water reducing agent and the dispersibility of the water reducing agent were determined by the determination of the dispersibility and the dispersibility of the water reducing agent. It is important for us to understand the relationship between the mechanism of polycarboxylate water reducing agent and its internal molecular structure.

The molecular structure design and structural relationship of polycarboxylate water reducing agent were studied.

The results show that the properties of polycarboxylate water-reducing agent (anti-mud dispersion and dispersion retention) are not only affected by the polyether type and monomer type, And its charge density, the number of main chain charge, polymerization degree, the length of the long chain, the length of its branch also has a different role.

In order to further explore the actual molecular structure, monomer sequence and actual copolymerization ratio of polycarboxylate water reducing agent. Which provides an important basis for exploring the structural relationship of polycarboxylic acid and its guiding molecular structure design.

Key Words： molecular structure; structural relation；Adsorption

目录

第1章：绪论 1

1.1 高效聚羧酸减水剂的研究背景 1

1.1.1高效聚羧酸减水剂的结构通式及其结构层次分类 1

1.1.2高效聚羧酸减水剂的作用机理 3

1.1.3高效聚羧酸减水剂的合成反应机理及发展 6

1.2 高效聚羧酸减水剂的分子结构表征的研究进展 8

1.3高效聚羧酸高效减水剂的构性关系研究进展 12

1.3.1聚羧酸高效减水剂中心主链的作用机理及其研究进展 12

1.3.2聚乙二醇（PEO）长支链的作用机理及其研究进展 13

1.3.3 PEO长支链密度的作用机理及其研究进展 14

1.4研究的目的及其意义 16

第2章 含不同大单体的聚羧酸减水剂合成及其条件优化 17

2.1实验材料及其方案 17

2.1.1实验原材料及其设备 17

2.1.2实验原理 18

2.1.3合成方法 19

2.1.4测试方案 19

2.2聚羧酸建水剂的分子结构设计 20

2.2.1聚羧酸减水剂分子结构设计式 20

2.2.2聚羧酸减水剂的合成步骤 21

2.3 AA-VPEG型聚羧酸减水剂的合成 22

2.3.1 大单体的选择：4－羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚大单体 22

2.3.2大单体种类对聚羧酸减水剂吸附及分散性的影响 23

2.4单体配比的优化 26

2.4.1不同单体配比测定其吸附强弱 26

2.5聚羧酸减水剂的红外光谱分析及其核磁共振碳谱和氢谱 27

2.5.1不同聚醚大单体合成PCE的红外光谱比较 27

2.5.2聚羧酸减水剂的核磁共振表征 29

第3章.蒙脱土对PCE的吸附作用 36

3.1蒙脱土对不同聚醚单体聚羧酸减水剂的吸附的影响 36

3.2蒙脱土对不同单体配比测定其吸附强弱 37

3.3用激光光闪射研究蒙脱土对VPEG-PCE的吸附 39

第4章 总结与展望 42

致谢 43

参考文献： 44

第1章：绪论

1.1 高效聚羧酸减水剂的研究背景

1.1.1高效聚羧酸减水剂的结构通式及其结构层次分类

聚羧酸高效减水剂的^[1]是一种具有梳型分子结构中含有羧基和接枝共聚物表面活性剂。

主要含有:碳和碳骨架(脂肪烃等),聚氧乙烯长侧链和强极性基团的短侧链(连接主链、羧基、磺酸、氨基、酰胺等)(中心线骨架层、长侧链溶剂化扩散层、短侧链绒层)聚羧酸酯高性能减水剂是一系一种具有特定分子结构和性质的聚合物,通常使用由自由基聚合引发的引发剂引发的特定的不饱和单体。在海外,高效的聚羧酸酯超增塑剂也称为超增塑剂,简称PC或PCE。

羧酸酯超增塑剂通常根据不同化学结构分为甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物,丙烯醚共聚物,酰胺/酰亚胺型PCE和两性聚氯乙烯。聚羧酸减水剂是一系列具有特定的分子结构和性能的聚合物的总称,由自由基与特定的不饱和单体聚合通常得到的。在国外,也被称为超级增塑剂羧酸减水剂效率高,英文简称为PC或PCE。通常根据化学结构的不同将聚羧酸减水剂为甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物、烯丙基醚酰胺酰亚胺共聚物/ PCE和两性PCE四类^[2]。

图1.1第一代PCE:甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物