3.聚羧酸系减水剂分子结构与性能的关系

　　 聚羧酸系减水剂的分子结构设计是在分子主链或侧链上引入强极性基团羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等, 使分子具有梳型结构, 通常可用图1 表示聚羧酸系减水剂的化学结构。 

　　3.1 磺酸基团含量的影响

　　 Yamada[9]研究了聚羧酸系减水剂PEO 链长度、分子聚合度、羧基和磺酸盐基团的构成比与含量对水泥浆分散性的影响, 结果表明PEO 侧链越长, 聚合度越小, 磺酸基团含量越多,减水剂对水泥的分散作用就越好。带羧基、磺酸基、聚氧化乙烯链酯基的单体聚合体系中, 增加磺酸基有利于提高分散性, 但超过一定量后对分散性无影响。王国建等[10]采用苯乙烯、丙烯酸、端羧基聚氧乙烯基醚通过自由基溶液共聚合、接枝和磺化反应制得一类主链有羧基、磺酸 基和聚氧乙烯基醚侧链的聚羧酸系高效减水剂, 研究表明随着磺化度的提高即磺酸基团含量的增加, 减水剂对水泥颗粒的分散性能提高。

　　 3.2侧链长度的影响

　　 陈明凤等[11]采用聚氧乙烯基烯丙酯大单体与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠通过共聚得到不同侧链长度的聚羧酸减水剂, 其中JH23 符合缓凝减水剂的性能要求, 而且研究表明侧链较长的聚羧酸减水剂对水泥净浆的流动度保持有利。

　　 3.3相对分子质量的影响

　　 作为一种分散剂, 聚合物的相对分子量对其分散性有重要的影响。因为聚羧酸系减水剂属于阴离子表面活性剂, 相对分子量过大会使体系黏度增大, 不利于水泥粒子分散, 聚合物分散性能不好。但相对分子量太小, 则聚合物维持坍落度能力不高。胡建华[12]经过试验认为聚合物的减水率随相对分子量的增大先增大, 到一定值后又减小。

　　 不仅减水剂的相对分子量对其性能有影响, 其相对分子质量分布对其分散性能也有一定的影响。Tanaka[13]通过GPC 法测定相对分子质量分布, 取曲线最高峰值为Mp, 认为要获得高分散性的减水剂还应使( Mw-Mp) 大于0 且小于7 000 为最佳。

　　 3.4硫酸盐含量的影响

　　 水泥中硫酸盐的含量对水泥的流动性和分散性也有一定的影响。Kazuo Yamada 等[14]认为如果水泥中的硫酸盐含量提高, 聚羧酸减水剂和硫酸根离子对水泥表面的吸收是相互竞争, 用聚羧酸减水剂作减水剂的水泥流动度下降。研究还发现,当硫酸根离子存在时可显著减少聚羧酸外加剂在水泥表面的吸收, 导致分散效果差。