聚醚大单体TPEG2400产品质量控制的关键问题研究

摘要

聚羧酸系混凝土外加剂是当今混凝土高性能减水剂研究中的重要方向，也是未来发展前景最好的一种混凝土外加剂。目前市面上主要的减水剂原料是不饱和聚醚，而这些不饱和聚醚中以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)系列以及甲基烯丙醇聚氧乙烯醚（HPEG）系列为主，该两种聚醚大单体占了减水剂原料的90％以上。虽然这两种聚醚大单体市面上已经规模化生产了，但对其中间体的质量控制研究还较少，特别是对于大反应釜，由于增长比的限制，一次合成中间体的量无法及时全部合成聚醚大单体，导致剩余的中间体需要暂存于储罐中，在此过程中，由于储存条件的影响，会对中间体的品质产生不良影响，最终影响了成品大单体的品质。
　　本文结合联泓集团生产的实际情况，以异戊烯醇为起始剂原料，通过环氧乙烷的阴离子开环聚合反应先得到小分子中间体，研究了不同工艺条件（合成中间体催化剂量、保温时间以及保护环境——氮气保护/脱气真空保护、体系中的水份含量等因素）对中间体副产物含量变化的影响。以不同工艺条件下合成的中间体为起始剂合成TPEG2400大单体成品，参考非离子表面活性剂国标测定羟值及碘值的方法对该成品进行羟值、碘值的测定，计算其双键保留率，评价产品的品质，同时在国标的基础上进行了羟值及碘值测试影响因素的考察研究，并且测试TPEG2400中副产物PEG的分子量，以相应的PEG标准品对其进行了PEG含量的测试，保证了在工厂生产时能够准确地提供产品的分析数据。最后以相应的成品合成减水剂进行水泥净浆的应用性能评价。
　　结果表明，减水剂大单体中PEG副产物含量越少，双键保留率越高，其合成的减水剂转化率越高，净浆应用性能越好;同时合成中间体条件越温和，体系水分越低，其最终合成的TPEG2400产品副产物含量最少，双键保留率最高。同时，优化了测试羟值、碘值及PEG副产物含量的方法，将使测试结果更加准确可信。本论文的研究结果有利于从中间产物的质量控制上，解决行业中出现的大单体质量问题，对聚羧酸减水剂聚醚大单体的产品质量控制以及下游减水剂产品性能的提升提供了数据参考及相关工艺优化的指导，从而为提升中国的建筑产业质量做出贡献。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 引言

1．2 高效减水剂的研究进展

1．2．1 国外高效减水剂的研究进展

1．2．2 国内高效减水剂的研究进展

1．3 聚羧酸系高效减水剂发展现状

1．4 聚羧酸聚醚大单体的生产现状

1．5 聚羧酸聚醚大单体的合成

1．5．1 环氧化物开环聚合反应机理

1．5．2 国内外主要聚羧酸聚醚大单体生产企业的研究现状

1．6 大单体产品关键指标的测试

1．6．1 羟值的测试

1．6．2 碘值的测试

1．7 选题思路与背景

1．8 本文研究内容

第2章 TPEG400中间体的合成、表征及副产物杂质的分析

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 TPEG400中间体的合成

2．2．2 TPEG400中间体副产物的分析

2．3 结果与讨论

2．3．1 TPEG400中间体的结构表征

2．3．2 异戊二烯副产物杂质的分析

2．3．3 聚乙二醇副产物的分析

2．4 本章小结

第3章 聚羧酸减水剂大单体TPEG2400的合成及指标评价

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 TPEG2400的合成

3．2．2 TPEG2400理化指标的测试

3．2．3 PEG副产物的测试分析

3．3 结果与讨论

3．3．1 TPEG2400的结构表征

3．3．2 副产物聚乙二醇的分析

3．3．3 羟值的测试

3．3．4 碘值的测试

3．3．5 双键保留率的计算

3．4 本章小结

第4章 以TPEG2400为原料合成聚羧酸减水剂及其应用性能评价

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 减水剂的合成

4．2．2 减水剂转化率及相对分子量的测试

4．2．3 减水剂应用性能评价

4．3 结果与讨论

4．3．1 减水剂产品的结构表征

4．3．2 减水剂转化率及分子量的测试

4．3．3 不同减水剂转化率对净浆性能的影响

4．3．4 不同PEG含量、不同双键保留率的单体对合成减水剂转化率的影响

4．3．5 聚醚大单体(TPEG2400)中不同PEG含量对减水剂净浆性能的影响

4．3．6 聚醚大单体(TPEG2400)不同双键含量对净浆性能的影响

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献