众多工业过程均涉及分散与研磨的单元操作，界面科学与流变学是这类单元过程的理论基础。因此，吸附和流变是固液两相悬浮分散体系必须涉及的研究内容。分散剂分子吸附于固相颗粒表面，通过静电排斥和空间位阻效应等发挥分散作用;悬浮分散体系的流变性能可以宏观体现分散剂分子的吸附行为对颗粒间相互作用的影响。吸附和流变是相辅相成的。　　本文借助吸附和流变理论，研究了聚羧酸盐，聚乙烯醇/膨润土水相悬浮分散体系的吸附及竞争吸附行为，考察了膨润土悬浮液的流变性能，并辅助材料表征手段探讨了聚合物分子与膨润土颗粒的界面作用机理，据此，从聚羧酸盐分子结构设计和聚乙烯醇为聚羧酸盐吸附屏蔽剂两个维度，考察了聚合物分散剂在含膨润土水泥砂浆中的应用性能。本文以解决混凝土中聚羧酸盐与含粘土机制砂适应性问题为出发点，通过了研究聚合物分子在固/液界面的吸附行为、膨润土水相悬浮分散体系的流变特性，旨在突破现今聚羧酸盐应用在含粘土机制砂混凝土中的工程难题，并为层状硅酸盐类粘土分散剂的分子结构设计及应用提供理论依据。论文的主要研究内容及结果如下:　　(1)实验研究条件下，聚羧酸盐在膨润土表面的吸附过程符合准二级动力学模型，内扩散阶段为控制步骤。Langmuir模型可以较好地描述其吸附等温线。温升、强酸性环境及提高悬浮液的离子强度均利于吸附的发生。膨润土颗粒的zeta电位随聚羧酸盐浓度的增大经历了先急剧降低后渐趋平缓的过程，证明了吸附发生的真实性。吸附聚羧酸盐后膨润土(001)晶面的面间距增大，表明聚合物分子插层到了晶面层间。热重分析和透射电镜观察进一步佐证了聚羧酸盐分子以表面吸附和内部插层两种方式存在于膨润土中。　　(2)聚乙烯醇在膨润土表面吸附过程的初始阶段符合准一级动力学模型，整个吸附过程符合准二级动力学模型。颗粒内扩散模型分析结果显示，整个吸附过程分为溶液扩散、颗粒内扩散和孔内吸附三个阶段。Langmuir模型可以较好地描述聚乙烯醇在膨润土表面的吸附等温线，该吸附属于优惠型吸附。吸附活化能Ea为30.36 kJ/mol，焓变⊿H为39.17kJ/mol，PVA分子与膨润土颗粒间的作用力以氢键或范德华力等物理作用为主。PVA/膨润土复合物的红外光谱、X射线衍射光谱、热失重分析及透射电镜观察分别从不同角度证实了PVA分子以表面吸附和内部插层方式存在于膨润土中，但插层程度有限。　　(3)膨润土双溶质体系中聚乙烯醇与聚羧酸盐之间存在竞争吸附现象。聚羧酸盐平衡吸附量随PVA浓度的增大而降低。PVA浓度大于0.40 g/L时聚羧酸盐吸附等温线经历先升高后降低的变化趋势，未形成平台，竞争吸附加剧。竞争吸附等温线符合Langmuir扩展模型。聚乙烯醇的引入大大降低了聚羧酸盐在膨润土表面的吸附量，此为选取聚乙烯醇作为屏蔽剂解决机制砂中粘土消耗聚羧酸盐而严重损害混凝土初始工作性这一工程难题的理论基础。　　(4)随着聚合物浓度的增大，3％膨润土悬浮液屈服应力τ、塑性粘度η和稠度系数K等流变参数逐渐降低，特性指数n逐渐增大，悬浮液中膨润土颗粒间形成的连续三维空间网络结构被破坏，由假塑性流体向牛顿流体转变。高浓膨润土悬浮液流变参数随聚合物浓度增大呈现了不同程度的增大，源于吸附在膨润土颗粒表面的聚合物分子通过桥联作用使颗粒聚集体尺寸变大，摩擦力增大。大离子强度及强酸性环境分别通过压缩颗粒表面双电层及改变片层结构排布状态等破坏三维网络结构，致使悬浮液发生絮凝、沉降，流变参数降低。　　聚羧酸盐与聚乙烯醇单、双组分对膨润土悬浮液触变性的影响，总体表现为随其浓度的增大，悬浮液的触变性体现不同程度的减弱，膨润土含量不同，触变性变化规律略有差别。膨润土悬浮液触变性随氯化钠浓度的增大经历了“正触变-负触变-无触变”的复合触变过程。较低浓度的氯化钠有利于吸附发生，促进了聚羧酸盐分子链的桥联作用使网络结构更易恢复;氯化钠浓度增大到一定程度(如0.5 mol/L、1.0 mol/L)，破坏了悬浮体系的电荷平衡，使其发生絮凝、沉淀，转变为牛顿流体而失去触变性。　　(5)聚羧酸盐在膨润土上的吸附量随其主链羧基密度的增大而减小，相同羧基密度条件下吸附量随聚氧乙烯侧链长度的增大而减小。醚类聚羧酸盐吸附量远小于酯类聚羧酸盐，原因在于酯类聚羧酸盐中甲基丙烯酸共聚单体中的甲基对带负电荷的羧基有屏蔽作用，降低了其与阴离子型膨润土颗粒表面之间的静电斥力。醚类聚羧酸盐采用丙烯酸作为共聚单体，羧基可以有效发挥静电排斥作用而大大降低其吸附量。　　含2％膨润土水泥净浆的屈服应力和塑性粘度随酯类聚羧酸盐主链羧基密度的增大先减小后增大。初始阶段羧基密度增大可以有效降低聚羧酸盐在膨润土上的吸附量而发挥其对水泥颗粒的分散作用，之后羧基密度增大到一定程度，聚羧酸盐在膨润土上的吸附量进一步降低导致膨润土得不到有效分散而吸水膨胀，水泥净浆流动性变差。对于醚类聚羧酸盐，水泥净浆的流动性随主链羧基密度的增大而提高。　　相同聚氧乙烯侧链长度条件下，随着酯类聚羧酸盐主链羧基密度的增大，含2％膨润土水泥砂浆的流动度先增大后减小。对于醚类聚羧酸盐，相同侧链长度条件下，砂浆流动度随主链羧基密度的增大而增大，原因在于羧基密度的增大可以降低其在膨润土上的有害损耗，进而有效发挥其在水泥颗粒上的分散作用。相同主链羧基密度条件下，随着侧链长度的增大，流动度亦呈现增大的趋势。PVA的引入通过在膨润土界面与聚羧酸盐发生竞争吸附，降低了膨润土对聚羧酸盐的消耗，亦可有效改善水泥砂浆的流动性。