聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.02.005

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (2): 29-33.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.02.005

聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析

熊辉霞¹, 赵文杰²()

^1.南阳理工学院土木工程学院，河南南阳 473004
^2.长春工业大学化学工程学院，长春 130012

收稿日期:2020-09-27 出版日期:2021-02-26 发布日期:2021-02-22
基金资助:
吉林省教育厅科技项目发展基金(JJKH20180581KJ)

Properties and Microstructure of PS⁃g⁃PBA Emulsion⁃modified Cement Mortars

XIONG Huixia¹, ZHAO Wenjie²()

^1.School of Civil Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473004，China
^2.Institute of Chemical Engineering，Changchun University of Technology，Changchun 130012，China

Received:2020-09-27 Online:2021-02-26 Published:2021-02-22
Contact: ZHAO Wenjie E-mail:zhaowenjie@ccut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

合成了聚苯乙烯（PS）接枝聚丙烯酸丁酯（PBA）乳液（PS?g?PBA），并将其用于改性水泥砂浆，考察了PS?g?PBA乳液含量及PS与PBA的质量比对改性水泥砂浆的减水率、流动度、力学性能以及毛细孔吸水率的影响。结果表明，3种水泥改性剂的减水效果优异，减水率的极大值为56.7 %，改性水泥砂浆的毛细孔吸水率下降明显，其极小值为0.288 kg/m²；PS?g?PBA乳液对改性水泥砂浆的力学性能也产生重要影响。使抗压强度普遍降低，部分改性砂浆的抗折强度增加，其极大值为8.1 MPa。经扫描电子显微镜观察到了乳胶膜与水泥水化物形成的互穿网络结构以及位于孔洞中正六角形板状的氢氧化钙的晶体结构。综上，PS?g?PBA乳液可以在水泥砂浆中应用。

关键词: 聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液, 改性, 水泥砂浆, 性能, 微观结构

Abstract:

In this paper， a type of polystyrene?grafted poly（butyl acrylate）（PS-g-PBA） emulsion was synthesized and then used to modify cement mortars. The effects of mass ratios of PS to PBA and polymer to cement on the fluidity， water reduction effect， mechanical properties and capillary water absorption rate of PS-g-PBA emulsion-modified cement mortars were investigated. The results show that the water reduction effect of the three cement modifiers is excellent， and the maximum value of water reduction rate is 56.7 %. The water absorption rate of the pores of the modified cement mortar decreases obviously， and its minimum value is 0.288 kg/m².PS-g-PBA emulsion also has an important effect on the mechanical properties of modified cement mortar.The compressive strength is generally reduced， and the flexural strength of partially modified mortar is increased， and its maximum value is 8.1 MPa.The PS-g-PBA cement modifiers developed by this work are suitable for use in the modification of cement mortars.

Key words: polystyrene-grafted poly（butyl acrylate） emulsion, modification, cement mortar, property, microstructure

中图分类号:

TQ325.2

熊辉霞, 赵文杰. 聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析[J]. 中国塑料, 2021, 35(2): 29-33.

XIONG Huixia, ZHAO Wenjie. Properties and Microstructure of PS⁃g⁃PBA Emulsion⁃modified Cement Mortars[J]. China Plastics, 2021, 35(2): 29-33.

图/表 9

样品名称	水对水泥的质量比	流动度/mm
普通水泥砂浆	0.560	174
1^#?5.0	0.418	177
1^#?10.0	0.301	173
1^#?15.0	0.270	176
1^#?20.0	0.263	174
2^#?5.0	0.400	177
2^#?10.0	0.320	175
2^#?15.0	0.270	170
2^#?20.0	0.255	179
3^#?5.0	0.390	180
3^#?10.0	0.320	179
3^#?15.0	0.275	174
3^#?20.0	0.250	178

表1 PS?g?PBA水泥改性剂改性水泥砂浆的流动性能

Tab.1 Flow properties of PS?g?PBA cement modifier modified cement mortars

图1 PS和PS?g?PBA的FTIR谱图

Fig.1 FTIR of PS and PS?g?PBA

图2 改性剂的含量与新拌水泥砂浆的减水率曲线

Fig.2 Water reduction rate against content of modifier

图3 改性剂改性水泥砂浆的吸水量与吸水时间曲线

Fig.3 Absorbed water of modifier mortars against time1/2

图4 改性剂改性水泥砂浆的吸水量与吸水时间曲线

Fig.4 Absorbed water of modifier mortars against time1/2

图5 改性剂的含量与改性水泥砂浆的抗压强度曲线

Fig.5 Compressive strength of modified mortars against modifier content

图6 改性剂的含量与改性水泥砂浆的抗折强度曲线

Fig.6 Flexural strength of modified mortars against modifier content

图7 改性水泥砂浆孔洞的SEM照片

Fig.7 SEM of holes in modified cement mortar

图8 改性水泥砂浆的乳胶膜的SEM照片

Fig.8 SEM of latex film of modified cement mortar

参考文献 10

1	衡艳阳，赵文杰. 苯丙乳液改性水泥基材料性能及机理研究进展［J］. 硅酸盐通报， 2014， 33（6）：1 431⁃1 438.
	HENG Y Y， ZHAO W J. Research Progress on the Pro⁃perties and Mechanism of SAEE Modified Cement Based Materials［J］. Bulletin of the Chinese Ceramic Society， 2014， 33（6）：1 431⁃1 438.
2	王茹，王培铭. 苯丙乳液水泥砂浆横向变形与压折比及其关系［J］. 建筑材料学报， 2008， 11（4）：464⁃468.
	WANG R， WANG P M. Transverse Deformation and Ratio of Compressive Strength to Flexural Strength of SAE Latex⁃Modified Mortar and Their Relationship ［J］. Journal of Building Materials，2008，11（4）： 464⁃468.
3	王茹. 聚合物乳液改性水泥砂浆性能及机理研究［D］. 上海：同济大学， 2005.
4	王硕，赵彦芝，赵文杰. 吐温⁃20对PB⁃g⁃PS胶乳改性水泥砂浆的性能影响［J］. 硅酸盐通报， 2015， 34（3）：829⁃834.
	WANG S， ZHAO Y Z， ZHAO W J. Effect of Twain⁃20 on Performance of PB⁃g⁃PS Latex Modified Cement Mortar［J］. Bulletin of the Chinese Ceramic Society， 2015， 34（3）：829⁃834.
5	OHAMA Y， DEMURA K， HAMATSU M， et al. Pro⁃perties of Polymer⁃Modified Mortars Using Styrene⁃Butyl Acrylate Latexes with Various Monomer Ratios［J］. ACI Materials Journal， 1991， 88（1）：55⁃61.
6	MERKEL M P， DIMONIE V L， AASSER M SEL， et al. Process Parameters and Their Effect on Grafting Reactions in Core/Shell Latexes［J］. Journal of Polymer Science Part A： Polymer Chemistry， 1987， 25（7）：1 755⁃1 767.
7	孙振平，叶丹玫，傅乐峰，等. 聚合物改性水泥砂浆含气量对力学性能的影响［J］. 建筑材料学报， 2013， 16（4）：561⁃566.
	SUN Z P， YE D M， FU L F， et al. Influence of Air Void Content of Polymer Modified Cement Mortar on Mechanical Properties［J］. Journal of Building Materials， 2013， 16（4）：561⁃566.
8	许绮，王培铭. 桥面用丁苯乳液改性水泥砂浆物理性能的研究［J］. 建筑材料学报， 2001， 4（2）：143⁃147.
	XU Q， WANG P M. Physical Properties of Styrene Butadiene Emulsion Modified Cement Mortar Used for Repair of Bridge Surface［J］. Journal of Building Materials， 2001， 4（2）：143⁃147.
9	张水，于洋，宁超，等. 苯丙乳液改性水泥砂浆的性能研究［J］. 混凝土与水泥制品， 2010（2）：9⁃12.
	ZHANG S， YU Y， NING C， et al. Study on the Properties of Styrene⁃Acrylic Emulsion Modified Cement Mortar［J］. China Concerete and Cement Products， 2010（2）：9⁃12.
10	梅迎军，王培铭，李志勇. 聚丙烯纤维和丁苯乳液对水泥砂浆性能的影响［J］. 建筑材料学报， 2006， 9（5）：613⁃618.
	MEI Y J， WANG P M， LI Z Y. Effect of Polypropylene Fiber and Styrene⁃Butadiene Latex on the Property of Cement Mortar［J］. Journal of Building Materials， 2006， 9（5）：613⁃618.

[1]	于昌永, 辛忠. 基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 121-128.
[2]	冯凯, 李永青, 马秀清, 韩颖. 聚甲醛增韧改性的研究进展及应用[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 157-164.
[3]	谭立钦, 刘伟区, 梁利岩, 王硕, 冯志强, 林家明. 含巯基聚硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 21-29.
[4]	刘义, 孙伟, 曲国兴, 王叶, 袁宁, 杨少林, 许霞, 常小毅, 张宇飞. 薄壁注塑透明聚丙烯专用料的结构与性能分析[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 37-43.
[5]	徐杰, 钟进福, 童晓茜, 李广富, 付栋梁, 李城城. 端羧基修饰单宁酸/没食子酸环氧树脂复合材料的制备与性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 44-50.
[6]	沈雪梅, 朱小龙, 胡燕超, 宋任远, 张现峰, 李席. 静电喷雾法制备聚乳酸/布洛芬微球及其性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(7): 61-67.
[7]	李凯泽, 辛勇. 改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 1-5.
[8]	吴雄杰, 朱东波, 孙江波, 高龙美, 储雨, 程劲松, 谢爱迪. 聚乙烯/纳米硫酸钙粉体复合软包装应用性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 10-15.
[9]	李金凤, 梁卓恩, 彭新龙. 膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 116-123.
[10]	陈轲, 刘鸣飞, 赵彪, 潘凯. 有机硅改性高分子材料阻燃及耐烧蚀性能研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 149-154.
[11]	张文才, 郝晓刚, 李萍, 林浩, 裴强, 丰功吉, 付兆华, 于小芳. 聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 24-31.
[12]	张云峰, 钟威, 张璐, 兰志兴, 董志博. 液体石蜡/聚砜树脂/纳米SiO₂复合相变材料的制备及性能表征[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 32-38.
[13]	王帅, 张玉迪, 杨富凯, 徐新宇. 聚酰亚胺/多壁碳纳米管泡沫材料的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 39-45.
[14]	王金业, 唐博虎, 杨立宁, 谢猛, 郭泽朝, 杨光. PA12试件多射流熔融成型工艺研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 81-86.
[15]	孙文博, 信春玲, 何亚东, 翟玉娇, 闫宝瑞. 玻璃纤维增强PBT微发泡工艺对其制品泡孔结构的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 1-7.

聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析

Properties and Microstructure of PS⁃g⁃PBA Emulsion⁃modified Cement Mortars

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价