一般水泥基材料都属于无机类非均质的脆性材质,抗压性能较好,但抗折、抗渗等方面的缺陷限制了实际方面的应用。聚合物本身的柔性、粘结性等性质刚好弥补了水泥基材料的不足,大幅度提升水泥基材料的耐久性和工作性等性能。如今聚合物改性水泥基材料广泛应用于海工工程、防水材料和防腐建筑等领域。改性水泥基材料研究常用的聚合物以乳液形式为主,传统乳液聚合需要加入乳化剂和保护胶体保证聚合体系的稳定,但此二者皆不参与到反应的聚合,且对所制乳液及其改性的水泥基材料的性能造成不利作用,对环境有少许污染。无皂乳液聚合是通过不添加乳化剂而区别于常规乳液聚合的新工艺,制备二元无皂乳液的固含量和稳定性能皆存在不足。本文以醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸丁酯(BA)作为软硬单体,丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)作为功能性单体,过硫酸铵(APS)作为引发剂,阴-非离子型共聚单体(SMAS、VPEG)形成共聚环境,通过半连续性无皂乳液聚合工艺制备出三元和四元无皂醋丙乳液。对比分析两种多元无皂乳液的性能优劣,利用综合性能较好的多元无皂醋丙乳液对水泥基材料进行改性,研究其对水泥基材料的性能作用变化趋势。详细工作如下:1、采用六因素五水平正交设计的试验方法分别确定三元和四元无皂醋丙乳液的最佳反应条件,通过对比剖析两种无皂醋丙乳液的各种性能以及红外表征等方面,观察两种无皂醋丙乳液的稳定性能优良,但四元无皂醋丙乳液的固含量和粘结性高于三元无皂醋丙乳液,结果显示四元无皂醋丙乳液的综合性质优良。2、利用四元无皂醋丙乳液对水泥基材料进行改性研究,通过各种性能方面进行分析。(1)研究分析四元无皂醋丙乳液对水泥的标准稠度用水量和凝结时间的作用变化,随着聚合物用量的增加,标准稠度用量降低,凝结时间略有延长,说明四元无皂醋丙乳液对水泥基材料具备减水作用;(2)固定1:3的胶砂比,水灰比是0.5,研究加入消泡剂的四元无皂醋丙乳液改性水泥基材料在不同养护条件下的性能变化趋势,得出结论,四元无皂醋丙乳液明显改良水泥砂浆的工作性能和耐久性能,聚合物用量在1%时,改性砂浆具有最高的抗折强度;先标准养护7d后干燥养护21d的养护条件对改性水泥基材料的性能发展效果最好,在抗渗性能方面尤为显著。同时发现添加消泡剂后严重减少了气泡的生成率,更加紧密了改性水泥砂浆的结构,明显提升了改性水泥砂浆的抗冻性能。3、通过X射线衍射和红外光谱对四元无皂醋丙乳液改性水泥净浆进行表征分析,观察探讨四元无皂乳液和水泥水化产物间的作用变化。应用SEM扫描电镜观察四元无皂醋丙乳液改性水泥砂浆的微观结构,分析聚合物和水泥砂浆界面过渡区域的结构变化。