摘要：本文概括了一種以烯丙基聚乙二醇為原料的烯丙基聚醚系超塑化劑的合成研究。研究中采用自行設計的聚合工藝，運用活性調節劑調節聚合速率，通過正交試驗得到了較為理想的反應參數。研究解決了現有技術存在的一系列問題。例如：聚合速率較慢，產品不穩定，應用性能不佳等。并且此技術可以應用于工業化生產。
關鍵詞：聚醚基超塑化劑 烯丙基聚乙二醇 正交試驗 一步法
中圖分類號：TU528.0
0 前言
聚醚基超塑化劑在國內通常被稱為聚羧酸系高效減水劑，是國內外公認的第三代減水劑[1]。按照其主要結構可以被具體分為聚酯基超塑化劑和烯丙基聚醚系超塑化劑。從目前國內研究狀況來看，大量工作都是以甲氧基聚乙二醇為原料的聚酯基超塑化劑的制備研究，此種大單體作為合成原料通常需要酯化和聚合兩步工藝。盡管其產品性能穩定，但工藝繁瑣、參數復雜、工藝控制要求嚴格，原料價格昂貴，生產成本較高。
近一兩年，以烯丙基聚乙二醇作為大單體的烯丙基聚醚系超塑化劑開始成為研究熱點。其優勢在于：原材料國產化，質量穩定，價格低廉，原料的封端基團中包含了不飽和雙鍵，超塑化劑可通過一步法直接聚合。但原料的結構特點也使得產品在性能上存在一些問題，如聚合速率慢，產品轉化率不高，產品質低溫儲存時底部出現析晶現象，低摻量下產品保留性能差，適應性不佳，很難實現工業生產等。本研究針對以上問題，自行設計聚合工藝，利用活性調節劑調節反應速率，通過設計參數的正交試驗，得到了保留性能優秀的烯丙基聚醚系超塑化劑。
1 實驗
1.1 原料、工藝及結果表征方法
烯丙基聚乙二醇(XPEG2000)：國產、丙烯酸(AA)、順丁烯二酸酐（MA）、分子量調節劑、過硫酸銨(APS)、活性調節溶液（自制）、氫氧化鈉、基準水泥。
由于XPEG活性相對較低[2]，在自由基共聚合反應速率小，本研究設計采用以下工藝進行超塑化劑的一步法聚合。具體操作如圖1所示：
本研究選用凈漿流動度作為產品性能的表征方法。其中選用外加劑檢測專用基準水泥，水灰比0.29%，產品折固摻量為0.22%
1.2 聚合參數正交設計 將順丁烯二酸酐（A）、丙烯酸（B）、分子量調節劑（C）、過硫酸銨（D）、活性調節劑（E）作為需要優化的因素。分別選擇四個水平，進行五因素四水平的正交試驗L16(45)。因素水平表以及正交如表1所示。
2 結果及討論
本研究選用基準水泥凈漿流動度和保留度作為最終表征產品性能的手段，摻量為0.22%。
由于流動度數據較為零散，因此將其劃分為以下等級：150mm以下—0、150～170mm—1、170～190mm—2、190～210mm—3、210～230mm—4、230～250mm—5、250～260mm—6、260mm以上7。選擇初始流動度和2小時保留度兩者作為衡量指標，采用功效系數法進行分析[4]。正交試驗結果如表2所示：
通過功效系數法分析，得到XPEG2000體系最佳試驗條件為：A4B2C3D2E2，即XPEG:MA:AA:分子量調節劑:過硫酸銨:活性調節溶液 =1:5.0:0.5:0.075:3.0%:0.2，其中活性調節劑是主要影響因素。
各個因素不同水平對K的影響以及影響程度比較如圖2所示：
圖2中表示了五因素不同水平對K值的影響，影響并沒有固定的趨勢，同時也說明五個因素之間存在著交互作用，應在合成中加以注意。圖中還可看出分子量調節劑波動較小，對超塑化劑性能影響較小；活性調節劑波動較大，對超塑化劑性能影響較大。
3 結束語
本研究通過試驗得到了以XPEG2000為大單體原料，MA、AA、分子量調節劑、活性調節溶液為其他單體，在過硫酸銨為引發劑的條件下，采用滴加工藝路線合成了烯丙基聚醚系超塑化劑。并通過正交試驗得到配比的優化參數為：
XPEG:MA:AA:分子量調節劑:過硫酸銨:活性調節溶液=1:5.0:0.5:0.075:3.0%:0.21:5.0:0.5:0.075: 3.0:0.2。所合成的超塑化劑樣品在低摻量情況下分散度可達到260mm，2小時保留91%。樣品在低溫下存放不析晶，解決了該類產品冬季儲存及使用問題。
本研究中得到的聚醚基超塑化劑合成工藝相對簡單，過程控制容易，得到產品性能優異，并且原料環保、生產周期短，生產成本低廉，具有很好工業生產可行性。
參考文獻
1 陳建奎．混凝土外加劑原理與應用．第二版，中國計劃出版社，2004：249
2 張興英．高分子化學．中國輕工業出版社．第一版，2000：98
3 李崇智、李永德等．聚醚基高性能減水劑的合成與性能．新型建筑材料，2002（8）：55
4 劉振學．實驗設計與數據處理．化學工業出版社，2005：101
