我國(guó)減水劑的研究始于20世紀(jì)90年代中后期，其工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用始于2l世紀(jì)初期，其推廣應(yīng)用進(jìn)程目前正以人們始料不及的速度迅猛發(fā)展，現(xiàn)代水泥混凝土必不可少的的組份之一。與其它類型減水劑相比，系減水劑因具有摻量小、減水率高、保塑功能強(qiáng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，工程應(yīng)用更為廣泛。減水劑尤其是對(duì)砂石級(jí)配差、含泥量大以及機(jī)制砂的使用導(dǎo)致減水劑適應(yīng)性不理想、產(chǎn)品應(yīng)用存在波動(dòng)。

　　減水劑合成通常采用自由基共聚合成，一般是通過向大單體中滴加丙烯酸類小單體溶液進(jìn)行共聚，但溶液中丙烯酸類小單體濃度相對(duì)于大單體濃度幾乎可以忽略，考慮到單體濃度對(duì)競(jìng)聚速率的影響，通過不同方式滴加丙烯酸類單體溶液，改變丙烯酸類小單體濃度，以此改變體系各單體競(jìng)聚速率來控制分子結(jié)構(gòu)。

　　1.相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)產(chǎn)物性能的影響

　　作為一種分散劑，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)其分散性有十分重要的影響。如果相對(duì)分子質(zhì)量太小，則聚合物維持坍落度的能力不高;相對(duì)分子質(zhì)量過大時(shí)，不但易產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥凈漿黏性變大，還會(huì)屏蔽主鏈上發(fā)揮減水作用的功能基團(tuán)如羧基、磺酸基等，從而引起水泥凈漿分散性的降低。胡建華經(jīng)過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為聚合物的減水率隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加先增大，到一定值后又減小。Okada 的進(jìn)一步研究表明，利用聚氧乙烯、烯丙基單烷基醚、馬來酸酐基苯乙烯等共聚得到相對(duì)分子質(zhì)量為20 000～80 000的減水劑性能最優(yōu)，用聚乙二醇和丙烯酸得到的共聚物與(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯等聚合得到相對(duì)分子質(zhì)量為25 000～70 000的減水劑性能最佳。當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量小于20000時(shí)，其分散效果差;而相對(duì)分子質(zhì)量超過100 000則產(chǎn)生凝結(jié)作用降低流動(dòng)性。

　　不僅減水劑的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)其性能有影響，其相對(duì)分子質(zhì)量分布對(duì)其分散性也有一定的影響，通過GPC法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量分布，取曲線最高峰值的相對(duì)分子質(zhì)量為Mp，認(rèn)為要獲得高分散性能的減水劑，還應(yīng)使(Mw-Mp)>0且<7000為最佳，如果(Mw-Mp)>7000，表示有較多相對(duì)分子質(zhì)量高的聚合物存在，水泥分散性能降低，其減少坍落度損失的能力也會(huì)下降。相反(Mw-Mp)<0，則表示相對(duì)分子質(zhì)量低的聚合物占大多數(shù)，混凝土中氣泡含量會(huì)增加，產(chǎn)品性能也會(huì)下降。

　　2.支鏈PEO對(duì)產(chǎn)物性能的影響

　　發(fā)現(xiàn)減水劑的PEO側(cè)鏈對(duì)水泥顆粒分散性和分散保持性有重要的影響，側(cè)鏈聚合度越小，水泥漿體的流動(dòng)性損失越快，由于空間位阻效應(yīng)，所合成的帶有聚氧乙烯側(cè)鏈的高效減水劑隨著側(cè)鏈的增長(zhǎng)，減水劑的空間立體作用增加，因此對(duì)水泥顆粒的分散效果更好，流動(dòng)保持性也增加，但是PEO側(cè)鏈過大時(shí)，支鏈間可能發(fā)生纏結(jié)，在水泥顆粒間形成橋接，反而影響流動(dòng)性保持性。研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物類系高效減水劑，認(rèn)為具有不同長(zhǎng)度的聚乙二醇能同時(shí)達(dá)到較高的流動(dòng)性和流動(dòng)度保持性能。該甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能團(tuán)、磺酸基官能團(tuán)和烷氧基聚乙二醇官能團(tuán)，含有長(zhǎng)側(cè)鏈聚乙二醇的減水劑有較高的立體排斥力，分散時(shí)間短，有較好的分散性和流動(dòng)度，但流動(dòng)性保持性能差;含有短側(cè)鏈聚乙二醇的系減水劑分散時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)保持性能好。發(fā)現(xiàn)主鏈較短支鏈較長(zhǎng)的減水劑的分散性能要好于主鏈較長(zhǎng)而支鏈較短的減水劑。研究了普通硅酸鹽水泥摻加具有不同聚氧乙烯基側(cè)鏈長(zhǎng)度、不同支鏈位置的型超塑化劑后，流動(dòng)度受溫度(10～30℃)影響的規(guī)律，結(jié)果表明，側(cè)鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，摻加有該減水劑的水泥漿的分散性受溫度的影響越小。因此，在主鏈上具有適當(dāng)長(zhǎng)度PEO側(cè)鏈的接枝共聚物既能獲得所需的流動(dòng)性，也能獲得流動(dòng)性的保持性。

　　3.磺酸基團(tuán)含量對(duì)產(chǎn)物性能的影響

　　由減水劑作用機(jī)理可知，磺酸基團(tuán)在減水劑分子結(jié)構(gòu)中所起的作用與羧基相同，即吸附在水泥顆粒表面提供靜電斥力使之分散，因此，磺酸基團(tuán)含量的增加有利于提高分散性。采用2-甲基-烯丙基磺酸鹽、甲基丙烯酸和聚乙二醇單甲醚制得一種減水劑，研究表明隨著減水劑中磺酸基團(tuán)含量的增加，水泥分散性能增加。國(guó)內(nèi)王國(guó)建等采用苯乙烯、丙烯酸、端羥基聚氧乙烯基醚通過自由基溶液共聚合、接枝和磺化反應(yīng)制得一類主鏈有羧基、磺酸基和聚氧乙烯基醚側(cè)鏈的系高效減水劑，研究表明隨著磺化度的提高即磺酸基團(tuán)含量的增加，減水劑對(duì)水泥顆粒的分散性能提高。