新型高分子SiC陶瓷减水剂的合成与性能研究

摘要

在陶瓷工业中，减水剂具有节能降耗、提高产品质量的作用，一直受到人们的重视。凝胶注模成型技术是应用于SiC陶瓷的一种先进成型工艺，它的关键是制备高固含量、低粘度的料浆，添加减水剂是提高料浆固含量、降低粘度的常用办法。高效减水剂的开发是陶瓷生产中需迫切解决的问题之一。 本文在不同条件下合成了一元聚合物聚丙烯酸钠(PAANa)、马来酸酐一马来酸二丁酯一丙烯酸三元共聚物的钠盐(PMMANa)，测试了它们的减水性能。首先，用溶液聚合的方法、在不同条件下合成了具有不同分子量的聚丙烯酸钠，对它们的减水率进行了测定。实验结果表明，聚丙烯酸钠的减水效果和分子量密切相关，分子量在3000左右的范围内，聚丙烯酸钠有最佳减水效果，减水率可达30.58﹪。又根据分子设计和减水剂作用机理，用乳液聚合的方法，以马来酸酐、马来酸二丁酯和丙烯酸为原料，合成了它们三元共聚物的钠盐(PMMANa)，探讨了合成条件对聚合物减水性能的影响，用正交实验确定了最佳合成条件。在最佳合成条件下制备的PMMANa减水率可达35.19﹪。 对产物进行了红外光谱表征，结果表明单体已经按照预期的目标进行了聚合；通过吸附量的测定、透射电镜照片观察，证明了高分子减水剂能够吸附在SiC颗粒表面，形成聚合物层；探讨了酸洗、pH值、减水剂及减水剂用量对SiC悬浮体Zeta电位的影响，以及Zeta电位和料浆粘度的关系；总结出高分子减水剂的作用机理：吸附在SiC颗粒表面的聚合物分子层之间的静电斥力和高分子骨架的空间位阻作用的综合结果。根据Zeta电位的变化情况，确定了SiC陶瓷料浆的配制条件。通过PAANa和PMMANa减水率的比较，PMMANa的减水作用好于PAANa，是一种高效率的高分子减水剂，用它配制的SiC陶瓷料浆，达到了凝胶注模成型工艺的要求。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1文献综述

1.1陶瓷减水剂的概念、作用和开发意义

1.1.1概念和作用

1.1.2碳化硅(SiC)陶瓷与减水剂

1.1.3开发减水剂的意义

1.2陶瓷减水剂的分类和应用现状

1.3高分子减水剂的现状和发展趋势

1.4本课题的意义和研究内容

2阴离子型减水剂聚丙烯酸钠的制备及其减水性能研究

2.1实验原理

2.2实验仪器和试剂

2.2.1实验仪器

2.2.2实验试剂

2.3实验方法

2.3.1聚丙烯酸钠的制备

2.3.2性能与结构测试

2.4实验结果和分析

2.4.1合成方法的选择

2.4.2链转移剂的选择

2.4.3合成条件对产物性能的影响

2.4.4红外分析

2.4.5减水率和分子量的关系

2.4.6减水率和分散率的关系

2.4.7吸附量的测定

2.4.8透射电镜分析

2.5小结

3马来酸酐、马来酸二丁酯和丙烯酸共聚物的合成及其减水性能研究

3.1总体设计思路

3.1.1分子结构设计原理

3.1.2聚合方法的选择

3.2实验部分

3.2.1实验仪器

3.2.2实验试剂

3.2.3合成

3.2.4性能与结构的测试

3.3结果与分析

3.3.1合成条件对产物性能的影响

3.3.2 正交实验结果分析

3.3.3聚合物的红外光谱分析

3.3.4吸附量的测定

3.3.5透射电镜分析

3.4小结

4影响Zeta电位的因素和高分子减水剂作用机理

4.1实验目的

4.2实验仪器和试剂

4.2.1实验仪器

4.2.2实验试剂

4.3实验方法

4.4结果与分析

4.4.1酸洗对Zeta电位的影响

4.4.2减水剂对Zeta电位的影响

4.4.3减水剂用量和Zeta电位的关系

4.4.4 pH值和Zeta电位的关系

4.4.5不同条件下配制的料浆粘度变化

4.4.6不同减水剂Zeta电位和料浆粘度的关系

4.4.7高分子减水剂减水机理

4.5高固含量料浆的制备

4.6小结

结论

参考文献

致谢

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