基于可控聚合制备多功能型聚羧酸减水剂的研究与应用

项目名称：基于可控聚合制备多功能型聚羧酸减水剂的研究与应用

研究人员：惠嘉、李亚非

课题简介：

项目源自河北省京津冀协同创新专项科技项目《基于可控聚合制备多功能型聚羧酸减水剂的研究与应用》。本项目通过可控/“活性”自由基聚合制备出集减水、保坍、降粘和早强等多种功能于一体的功能型外加剂，满足了混凝土多方面的性能要求，可应用于道路、桥梁、隧道、港口、铁路等多种工程。本项目开发出一种新型制备聚羧酸减水剂的方法。通过RAFT聚合方法、溶剂、引发剂等因素相互作用，开发新型优异的活性大单体，如酯类大单体、醇类大单体等原材料，不断优化合成工艺，深度研发并应用新工艺，制备出性能较好的绿色环保型聚羧酸减水剂。开发的超高性能减水剂可用于超高性能混凝土（UHPC），UHPC因其超高的胶材用量和超低水胶比设计，会造成拌和物流动性小、黏度大、气泡不易排出，工作性差的缺陷大大限制了UHPC的应用与发展。必然要求UHPC所用的减水剂具有更高的减水率，且具有降黏作用，满足UHPC低水胶比（≤0.2），扩展度≥650 mm，扩展时间3~10 s，超高强度（≥150 MPa）等性能要求。本研究突破传统的合成聚羧酸减水剂的方法，在主链和侧链同时引入氨基基团，在侧链引入疏水基团和超支化结构，形成聚天冬氨酸为主链，含有氨基超支化结构的聚醚链和含有疏水基团的聚醚链为侧链的分子结构。设计制备了集高减水、超早强、降黏等功能于一体的减水剂，综合性能优于市售普通减水剂，经济社会效益显著。研究成果包括SCI论文6篇、“一种梯度结构的聚羧酸减水剂的制备方法”等发明专利4项。