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本论文利用多支链结构的超支化聚酰胺-胺对聚羧酸系减水剂进行改性,在聚羧酸减水剂的梳形分子链两端接枝超支化聚酰胺-胺。首次利用甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)作为单体,以偶氮二氰基戊酸(ACVA)作为引发剂,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂成功合成了分子链两端带有羧基的聚羧酸减水剂主链;然后以乙二胺(EDA)和丙烯酸(AA)为单体在聚羧酸减水剂主链两端成功进行了接枝,通过反应期间多次交替添加单体来控制超支化聚酰胺的代数,得到了超支化型聚羧酸减水剂(Hyperbranched-type Polycarboxylate Superplasticizers,简称HPC);HPC两端具有空间球形的结构,该结构单位分子内含有更多的活泼基团(羧基和胺基),能与水泥颗粒形成更大的接触面积,使减水剂分子和水泥颗粒间的结合更加的牢固,超支化的球形结构能够增加减水剂的空间位阻,能提高对水泥颗粒的分散稳定性,改善聚羧酸减水剂在应用中普遍存在的水泥适应性不好和分散体系不稳定等缺点。使用红外光谱(IR)和核磁光谱(1HNMR)分别对所得超支化型聚羧酸减水剂进行了结构表征。结果表明,红外和核磁谱图都表明我们成功合成了HPC。讨论了反应温度、反应时间、引发剂用量、单体配比、烯丙基聚乙二醇分子量、超支化代数等实验条件对超支化型聚羧酸减水剂性能的影响;将合成的减水剂应用到混凝土中,进行了水泥净浆流动度的性能测试。实验数据表明在单体摩尔比为MAS : TBMA : APEG = 1 : 5 : 0.5,引发剂ACVA用量为5.0%,接枝PAMAM代数为G 4.5,烯丙基聚乙二醇分子量为700,反应温度为80℃,反应时间为5 h条件下,合成的HPC具有最高的水泥净浆流动度。这说明该反应条件是最佳合成工艺条件。本研究还将合成的一系列HPC应用到混凝土中,对不同浓度HPC溶液的表面张力、减水剂饱和掺量、减水率、经时流动度损失、坍落度、不同水泥适应性、混凝土抗压强度比以及混凝土凝结时间进行了测定;结果表明,该减水剂能较大地降低水的表面张力,在低掺量的情况下就能有较高的净浆流动度、减水率及坍落度,并有较好的经时流动度保持性;掺加该HPC后的混凝土凝结时间明显延长,说明该HPC具有很好的缓凝作用;对掺加了HPC的混凝土进行了3 d、7 d、28 d抗压强度测试,与基准混凝土相比较具有较高的抗压强度比;将该减水剂加入四种不同的水泥中,经测试都具有较好的性能,说明该减水剂具有良好的水泥适应性。并将HPC与目前市场上的聚羧酸减水剂进行了比较,结果表明与国内的聚羧酸产品相比,本实验合成的HPC在减水率、净浆流动度、抗压强度比等性能上都有较大提高;与国外的聚羧酸产品相比,在减水率、净浆流动度方面有所提高。