82 聚羧酸系減水劑的機理性能與用途是什么？

聚羧酸系減水劑是直接用有機化工原料通過接枝共聚反應合成的高分子表面活性劑。酸酐為主鏈，末端帶磺酸基，丙烯酸接枝聚醚EO，接枝密度為30％時，產品保坍能力相對較好。它不僅具有磺化萘等傳統減水劑吸附在水泥顆粒表面使其表面帶電而互斥的作用，更具備支鏈的位阻作用，從而對水泥分散的作用更強，作用時間更持久，故減水率高、保坍性強、孔隙率低、混凝土耐久性好。

傳統減水劑（木質素磺酸鹽、萘磺酸縮合物、磺化三聚氰胺等） 的分子均為線狀結構，一旦分子吸附在水泥顆粒表面，分子磺酸鹽基團使水泥顆粒表面帶電，形成電場，由于帶電顆粒互斥，使顆粒在介質（水）中分散，從而達到減水作用。由于水泥遇水后，水中的Ca²⁺和OH^－濃度迅速增加，表面為流動性減弱和損失。

聚羧酸（鹽）減水劑的分子是通過“分子設計” 人為形成的“梳狀” 或“樹枝狀” 結構，在分子主鏈上接有許多個有一定長度和剛度的支鏈（側鏈）。在主鏈上也有能使水泥顆粒帶電的磺酸鹽或其他基團，可以起到傳統減水劑的作用，更重要的是一旦主鏈吸附在水泥顆粒表面后，支鏈與其他顆粒表面的支鏈形成立體交叉網，阻礙了顆粒相互接近，從而達到分散（即減水）作用。這種空間位阻作用不因時間延長而弱化，因此，聚羧酸減水劑的分散作用更為持久。PCA劑廣泛應用于公路、鐵路、水工、海工的高性能混凝土。

PCA劑摻量C×(0.2％～0.3％)，飽和摻量低，即使增大摻量減水性能也很難進一步提高。

聚羧酸分散劑優異的保坍減水性能是建立在空間位阻理論和DLVO電荷排斥原理上的。聚羧酸系類共聚物的主要成分是丙烯酸和丙烯酯的共聚物，丙烯酸酯處于支鏈上，存在大量的醚鍵，醚鍵的氧由水分子和氫鍵連接，在水泥顆粒表面產生親水性立體吸附保護膜，起分散作用，即所謂的空間位阻作用；在梳形聚合物的主鏈上引入一定量的官能團，如羧基等，來提供電荷斥力。這種梳形聚合物在水泥顆粒表面呈鋸齒形吸附狀態，其主鏈上的電荷的靜電斥力和側鏈上的立體效應決定了其優異的綜合性能。通過調整聚合物主鏈上各官能團的相對比例、聚合物主鏈和接枝側鏈長度以及接枝數量的多少，達到結構平衡的目的。

基團有磺酸基團（—SO₃H）、羧酸基團（—COOH）、羥基基團（—OH） 和聚氧烷基烯基團［— (ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_ｎ—Ｒ］等。