本论文以碱木质素和造纸竹浆、木浆黑液为研究对象,通过高效磺化合成了不同分子量(分别命名为GCL1-JC1、GCL1-JC2、GCL1-JC3、GCL1-JC4、GCL1-JC5,对应的特性粘度为6.91、6.27、6.01、5.07、4.69 mL·g-1)、不同磺化度(分别命名为GCL1-JC6、GCL1-JC7、GCL1-JC8,对应的磺化度为1.73、1.90、2.12mmol·g-1)的系列产物及GCL1-JB、GCL1-JW。通过红外光谱和凝胶渗透色谱等先进测试分析方法,研究其结构单元及分子量分布等结构特性,并对其应用性能进行研究。 研究结果表明,合成不同分子量和磺化度的木质素与黑液混合物高效磺化产物过程中,发现在相同磺化剂用量下,产物的特性粘度随用水量增加逐渐降低,水泥净浆流动度先增大后减小；磺化剂用量较小时,反应液浓度对产物的分子量影响较大,磺化剂用量较大时,反应液的浓度对产物的分子量影响较小。 在不同分子量产物中,随特性粘度降低,产物分子量降低,分散性指数也降低。不同分子量及磺化度的产物在40g·L-1时表面张力都降至23mN·m-1左右。减水剂浓度在0.1g·L-1～20g·L-1时,随分子量降低,表面张力先减小后增大；磺化度对溶液表面张力的几乎无影响。 不同分子量和磺化度减水剂的应用性能研究表明,相同掺量时,随分子量增大,水泥净浆流动度先增大后减小,GCL1-JC3分散性能较优；随磺化度增大,水泥净浆流动度逐渐增大,GCL1-JC8分散性能较优。0.6％掺量下,随分子量增大,净浆减水率先增大后减小,最高达14.3％；水泥净浆凝结时间先增大后减小,掺GCL1-JC3的水泥净浆初凝时间和终凝时间比空白分别延长了124min和137min。随磺化度增大,净浆减水率由11.4％增至14.3％,水泥净浆初凝时间和终凝时间减小。0.54％的掺量下,随分子量增大,混凝土在同一龄期的抗压强度呈先增大后减小的规律。掺GCL1-JC2的混凝土3d、7d、28d的抗压强度分别达到17.5、29.0、48.0MPa。随磺化度由1.73 mmol·g-1增大到2.12 mmol·g-1,同一龄期下掺GCL1-JC6、GCL1-JC7的混凝土抗压强度相近,都比掺GCL1-JC8的混凝土抗压强度稍大。 造纸竹浆黑液高效磺化产物GCL1-JB最优的合成工艺为:m(s):m(BBL)=0.72,m(F):m(BBL)=1.82,磺化时间1h,磺化温度55℃,缩合时间为3h,缩合温度98℃。在GCL1-JB制备工艺的基础上,增加木浆黑液的用量,确定m(s):m(F)=0.418,m(WBL):m(F)=0.60的产物为优化的木浆黑液高效磺化产物GCL1-JW。 对黑液高效磺化产物理化性能研究表明,GCL1-JB和GCL1-JW分子中均引入磺酸根基团；GCL1-JB重均相对分子量达到21900,GCL1-JW重均相对分子量达到25200;相同浓度下GCL1-JW和GCL1-JB的表面张力相差不大,均比黑液原液表面张力大幅降低。 对GCL1-JB和GCL1-JW的应用性能研究表明,固定W/C=0.29的条件,各掺量下,掺GCL1-JW的水泥净浆流动度小于掺GCL1-JB的净浆流动度。固定掺量为0.6％的条件下,W/C达到0.29后,掺GCL1-JW的水泥净浆流动度达到GCL1-JB的水平。采用金羊牌PO32.5R水泥,120min内掺GCL1-JW和GCL1-JB的水泥净浆流动度损失率仅为13％左右。相同掺量下,掺GCL1-JW的净浆减水率低于GCL1-JB,水泥净浆凝结时间与GCL1-JB相差不大。掺量为0.54％时,掺GCL1-JW的混凝土3d、7d、28d的抗压强度比掺GCL1-JB的混凝土分别高2.9MPa、5.1 MPa、8.3MPa。