正文 第一百二十三章 聚羧酸系減水劑 文 / 　中　

    &bp;&bp;&bp;&bp;謝自力點了點頭道︰“李主任，咱們真要搞聚羧酸減水劑？雖然國外自80年代起，就開始著手研發聚羧酸系減水劑。不過，目前所知只有日本獲得了成功，並且即將進入工業化生產。其他國家都只能停留在實驗室里，這個難度不小啊！”

    李若禹笑道︰“難度的確非常大,正是因為有難度才需要我們混凝土技術研發中心嘛！沒有高性能的減水劑，我們的高性能混凝土怎麼研發？日本學者一開始通過所合成的反應性活性高分子作為混凝土坍落度損失控制劑，後來才真正意義上做到在分散水泥的作用機理上設計出各種最有效的分子結構，使外加劑的減水分散效果、流動性保持效果得以大大提高。1986年日本專家首先研制成功聚羧酸系減水劑，聚羧酸減水劑研究的最終目標是通過不飽和單體在引發劑作用下共聚，將帶活性基團的側鏈接枝到聚合物的主鏈上，使其同時具有高效減水、控制坍落度損失和抗收縮、不影響水泥的凝結硬化等作用。這類減水劑大體分為烯烴/順丁烯二酸酐聚合物和丙烯酸/甲基丙烯酸脂聚合物等。”

    另一名女研發員曾莉接道︰“主任，您的這個決定真是太正確了。我听說聚羧酸系高性能減水劑是一種性能獨特、無污染的新型高效減水劑，是配制高性能混凝土理想的外加劑。既然日本人可以研發出來，為什麼我們就不能呢？我相信在主任的帶領下，我們一定可以完成這個艱巨的任務。”

    李若禹呵呵笑道︰“對了嘛！曾莉同志說得不錯，咱們為什麼就要比日本人差？不，我們肯定會比日本人做得更好，日本人能夠發明聚羧酸減水劑，但是我們通過努力，可以做出比日本人更好的聚羧酸減水劑來！”

    李若禹知道，1995年後聚羧酸系減水劑在日本的使用量就已超過了第二代　系減水劑，且其品種、型號及品牌名目繁多。尤其是後來大量高強度、高流動性混凝土的應用帶動了聚羧酸系減水劑的技術發展和應用水平。日本生產聚羧酸系減水劑的廠家主要有花王、竹木油脂、B株式會社和藤澤藥品等，每年利用此類減水劑生產的各類混凝土超過1000萬立方米，並有逐年遞增的發展趨勢。與此同時，其它國家對聚羧酸系減水劑的研究與應用也逐漸加強。雖然日本是研發應用聚羧酸系減水劑最早也是最為成功的國家，但北美和歐洲也十分重視對聚羧酸系減水劑的研究。而且聚羧酸系減水劑的研究也從第一代甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物，到第二代丙烯基醚共聚物，又發展到第三代　胺/　亞胺型，甚至到來後又開始研發第四代聚　胺－聚乙烯乙二醇支鏈的新型高效減水劑。

    在李若禹的前世，國內最早研制應用聚羧酸系高性能減水劑的就是滬海市建築科學研究院，其聚羧酸系減水劑成功地應用于滬海磁懸浮列車軌道梁工程、東海大橋和杭州灣大橋等工程。

    後來國內對聚羧酸系減水劑的研究開始重視，這方面的研究單位也多了起來。華清大學土木工程系2000年起就開始進行聚羧酸系高性能減水劑合成方法的系列試驗研究；其他如華南理工大學、華東理工大學、共濟大學、復明大學、中國建築材料科學研究院等單位也相繼開展了聚羧酸系高性能減水劑結構、機理、制備、性能評價與應用的探索研究，取得一定成績。特別是後來中國發明了常溫合成聚羧酸減水劑的方法，把聚羧酸的工業化生產和普及又大大向前推進了一步。

    謝自力道︰“可是，我們該如何開展研發工作呢？現在只有日本人才有這個技術，我們又不可能從日本獲得這方面的技術資料。完全靠自己摸索的話，又不知道從哪里開始！”

    李若禹笑道︰“這方面你們不用擔心！減水劑是通過表面活性作用、絡合作用、靜電排斥力和立體排斥力等來阻礙或破壞水泥顆粒的絮凝結構。高性能減水劑的理想結構應該是高分子的聚合物，線性、多支鏈、疏水基團和親水基團相間，疏水基鏈輕且短，親水基鏈重且長。在水泥漿體中猶如梳子，疏水基牢牢地釘在水泥顆粒表面，封閉包裹住水泥粒子，而親水基團伸向水溶液，既有產生靜電排斥力的基團，又有產生立體排斥力的基團。用丙烯酸聚乙二醇單酯、馬來酸酐、丙烯基磺酸鈉3種單體共聚合成聚羧酸鹽減水劑。這三種單體都可以用目前能夠買到的化學產品在試驗室里進行合成。”

    謝自力激動地道︰“啊，主任你怎麼不早就，害得我擔心好久！你快說說該怎麼合成吧！我們好馬上展開試驗研究，爭取早日把咱們的聚羧酸外加劑也給研發出來。”

    李若禹笑道︰“大家不要急！下來我會發一套技術資料給大家，這樣大家就知道應該怎麼做了。在這之前，我簡單說一說吧。丙烯酸聚乙二醇單酯的制備方法很簡單，就是在三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯磺酸、對苯二酚。110~120℃時開始加入丙烯酸，滴加完畢後，于120℃恆溫2．5h。將反應液減壓蒸出副產物水，在此溫度下反應2h，脫出水分的速度明顯減慢；130℃恆溫，至真空反應得出水的量與理論值接近時為反應終點；在真空條件下降溫至40℃以下，出料得成品。第二步，在三口瓶中加人一定量的蒸餾水、無水亞硫酸鈉，加熱攪拌使其溶解，在45℃時開始加人氯丙烯，滴加完畢後，升溫至47℃反應3h；將反應物減壓，在40℃時蒸干，然後加入無水乙醇洗滌，趁熱抽濾；將濾液減壓，在40℃時蒸至近干，倒出置于燒杯中結晶。第三步就是馬來酸酐—P—共聚物的合成，在三口瓶中加入蒸餾水、馬來酸酐，加熱攪拌使其溶解，當溫度達到60℃時開始加人P和溶液，同時加人過硫酸鹽。滴加完後升溫至85℃反應3∼5h，出料即為我們需要的聚羧酸減水劑。當然，要得到性能優良的聚羧酸減水劑，還需要對試驗中各種材料的用量和試驗溫度進行對比研究才能得出。”

    聚羧酸合成這麼簡單？所有人都有些傻眼了！