目前,一些大型工程,如水利水电的开发、矿井的建造、地质的勘探和城市地下工程的防水工程等工程,都会随着时间的改变出现各种程度的破损或变形,主要问题就是以地下渗漏水为主并且普遍存在的小裂隙注浆难的问题尚未得到彻底解决。聚丙烯酸镁防水材料是新型防水材料,它无毒性无污染,施工方法简便,是裂缝修补用非常适合的优良防水材料,但由于当前聚丙烯酸镁防水材料贮存稳定性差,各种工程工期长短不同,因此研究贮存稳定性好、工期可以人为控制的聚丙烯酸镁基防水材料十分必要。基于此,本文开展了丙烯酸镁基防水材料的制备和固化性能研究。本论文以丙烯酸、氧化镁为基本反应物,通过酸碱中和反应制备丙烯酸镁单体溶液,研究了起始反应温度、反应时间、加料方法、反应物类别等因素对制备丙烯酸镁单体溶液的影响。对制备的丙烯酸镁单体溶液进行固化研究,以丙烯酸镁单体溶液为主剂,向其中加入氧化剂,如:过硫酸钠、过硫酸铵;还原剂,如:亚硫酸氢钠、三乙醇胺;交联剂,如:N、N’-亚甲基双丙烯酰胺;一定量的填料,如:滑石粉、粉煤灰、硅灰等,使丙烯酸镁单体溶液在常温下进行自由基聚合反应,对其进行固化。研究了氧化剂与还原剂的种类、用量、配比及交联剂用量以及填料的种类和用量等因素对凝胶体固化时间和相关性能的影响。研究结果表明:在制备丙烯酸镁单体溶液时,选择将氧化镁水溶液缓慢加入到丙烯酸中的加料方法进行室温下制备,反应时间应控制在35min左右即可,制备的单体浓度宜为30%。制备丙烯酸镁单体溶液的浓度越大,其稳定性越差,浓度>30%时体系易产生自聚现象;制备丙烯酸镁溶液时会放出大量聚合热,制备时无需水浴加热。延长反应时间,体系易发生自聚反应。以上方式制备单体溶液温度时间可控,反应完成度高且合成的丙烯酸镁单体溶液贮存稳定性好,不易发生自聚。在对丙烯酸镁单体溶液进行固化时,过硫酸钠-亚硫酸氢钠的氧化-还原体系的引发效率较大,固化时间较短;过硫酸铵-三乙醇胺引发体系的引发效率较小,固化时间较长;增加氧化剂用量,固化时间变短;增加还原剂用量,固化时间变长,但当还原剂用量低于0.5%时,还原剂对于氧化剂生产自由基的促进作用减小,自由基的浓度降低,使得固化时间变长。当氧化剂用量确定时,氧化剂与还原剂的配比越大,固化时间越短,溶胀度越大。交联剂的用量增加,固化时间变短,且随着交联剂用量的增多,凝胶体的溶胀度和遇水膨胀率均降低,热稳定性相对良好,凝胶体的固砂体抗压强度越大、渗透系数达到一定的数量级,耐冻融循环较差;不同种类的填料和不同的用量,也会对凝胶体的性能有影响。当滑石粉为填料时,相对于粉煤灰和硅灰,加入3%滑石粉的凝胶体拉伸强度和断裂伸长率较高,凝胶体弹性较好。对于耐腐蚀性,加入粉煤灰与硅灰的凝胶体耐腐蚀性较差,甚至出现凝胶体破碎的情况,用量为3%的滑石粉耐腐蚀性较好。通过对丙烯酸镁单体溶液的制备以及固化的研究,最终获得了丙烯酸镁单体溶液的最佳制备条件,实现了丙烯酸镁溶液的浓度可控和稳定贮存;通过调节氧化-还原体系的种类及用量,获得了聚丙烯酸镁防水材料的最佳配方,获得了固化时间可控、综合性能良好的聚丙烯酸镁凝胶体。