緩釋型聚羧酸GPC數(shù)據(jù)與砂漿性能的探討

徐偉 竹林賢 黃超

摘要：采用凝膠色譜（GPC）的方法對(duì)聚羧酸減水劑的分子量分布進(jìn)行分析，通過緩釋型聚羧酸的GPC數(shù)據(jù)分析了聚合溫度和鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)聚羧酸性能的影響。

關(guān)鍵詞：聚羧酸;檢測(cè)方法;凝膠滲透色譜

1 前言

聚羧酸減水劑是目前應(yīng)用最廣泛的混凝土外加劑，其產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到建筑施工中的安全與質(zhì)量問題[1-2]。工程上大多通過凈砂漿和混凝土實(shí)驗(yàn)來對(duì)聚羧酸進(jìn)行檢測(cè);近年來在實(shí)驗(yàn)室中，凝膠滲透色譜（GPC）也被應(yīng)用于聚羧酸的研究。

GPC凝膠滲透色譜，是通過不同尺寸分子在固定相上的滲透作用，來分析分子體積不同的高分子同系物的測(cè)試方法。通過GPC檢測(cè)，可以直觀分析聚羧酸樣品中聚羧酸產(chǎn)物、聚醚以及小分子副產(chǎn)物的分布情況，對(duì)于聚羧酸減水劑具有重要的研究意義。本實(shí)驗(yàn)通過PC-H6的GPC分析，研究了聚合溫度和鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)緩釋型聚羧酸應(yīng)用性能的影響。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料與儀器

聚醚TPEG，丙烯酸，丙烯酸羥乙酯，雙氧水，Vc，巰基乙醇，水泥和機(jī)制砂等材料。

四口燒瓶，電子天平，蠕動(dòng)泵，溫控儀，攪拌器，溫度計(jì)，凝膠滲透色譜儀等儀器。

2.2 合成方法

向四口燒瓶中加入聚醚水劑和雙氧水?dāng)嚢?min;將丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、Vc和巰基乙醇用去離子水配制成滴加料，攪拌均勻后進(jìn)行滴加，滴加時(shí)間為2h，滴加完畢后保溫1h，得到緩釋型聚羧酸減水劑PC-H6。

2.3 性能測(cè)試

2.3.1 ?砂漿擴(kuò)展度測(cè)試

將PC-H6與減水型聚羧酸復(fù)配成12%（5%PC-H6+7%減水型聚羧酸）的濃度，根據(jù)GB/T 50080-2016 《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，固定水泥用量為540g，膠砂比為0.45，水膠比為0.47，測(cè)試樣品應(yīng)用于水泥砂漿時(shí)的流動(dòng)度。

2.3.2 ?凝膠色譜分析

采用安捷倫1260Ⅱ型高效液相色譜儀與示差折光率檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)試。將Ultrahydrogel 500和250色譜柱串聯(lián)，以0.01mol/L的硝酸鈉溶液作為流動(dòng)相，在柱溫30℃、檢測(cè)器溫度 30 ℃以及流速 0.8 mL/min的條件下進(jìn)行檢測(cè)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

3.1 GPC譜圖分析

PC-H6的GPC譜圖經(jīng)處理后可清晰分為3個(gè)峰，重均分子量約為39000（峰1）、1900（峰2）和86（峰3），根據(jù)反應(yīng)推斷為聚羧酸峰、聚醚峰和小分子副產(chǎn)物峰。本研究主要從峰面積以及聚羧酸峰的重均分子量出發(fā)，考察工藝因素對(duì)聚羧酸GPC與性能的影響。

3.2 聚合溫度對(duì)PC-H6分子量分布和砂漿性能的影響

聚合反應(yīng)放熱會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度過高，影響聚羧酸的性能。實(shí)驗(yàn)考察了溫度對(duì)H6的GPC以及砂漿性能的影響。表1數(shù)據(jù)顯示：溫度低于45℃時(shí)，樣品的GPC與砂漿流動(dòng)度無明顯區(qū)別;溫度高于50℃，樣品主峰含量降低，分子量增大，小分子副產(chǎn)物變多，保坍效果變差。這是由于在聚合溫度高時(shí)，小單體發(fā)生自聚，從而影響PC-H6樣品的保坍性能。

4 結(jié)論

⑴實(shí)驗(yàn)采用安捷倫1260Ⅱ型高效液相色譜儀與示差折光率檢測(cè)器進(jìn)行GPC測(cè)試，將Ultrahydrogel 500和Ultrahydrogel 250色譜柱串聯(lián)，以0.01mol/L的硝酸鈉溶液為流動(dòng)相，在流速 0.8 mL/min、柱溫和檢測(cè)器溫度 30 ℃的條件下進(jìn)行檢測(cè)。GPC譜圖處理后可清晰的對(duì)聚羧酸、聚醚以及小分子副產(chǎn)物進(jìn)行分析;

⑵實(shí)驗(yàn)研究了溫度和鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)緩釋型聚羧酸PC-H6分子量分布的影響，并對(duì)樣品進(jìn)行砂漿測(cè)試。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：①45℃以下合成的PC-H6樣品性能無明顯區(qū)別，溫度高于50℃時(shí)，小單體自聚物增多導(dǎo)致聚羧酸樣品保坍效果變差;②巰基乙醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑，用量為聚醚質(zhì)量的3‰時(shí)合成的PC-H6樣品，重均分子量約39000，砂漿性能最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1]RAN Q P，SOMASUNDARAN P，MIAO C W，et al.Effect of the length of the side chains of comb-like copolymer dispersants on dispersion and rheological properties of concentrated cement suspensions [J].Journal of colloid and interface science，2009，336（2）：624-633.

[2]袁莉弟，丁繼華，陳景文.利用凝膠滲透色譜法探索聚醚減水劑的合成條件[J].混凝土，2012（4）：45-48.