聚羧酸高效减水剂(PC)是一类由聚羧酸主链和特定功能性侧链构成的分散剂,因其用量少、高减水率、分散性能好等特点,在水泥混凝土行业有广泛的应用。但是,传统的聚羧酸减水剂合成温度相对高,生产中反应釜温度不易控制,存在操作难度大、能耗高、成本高的问题。同时,水泥中存在的SO42-离子与减水剂竞争性附着到水泥颗粒表面,降低了减水剂的减水效果,引入磷酸基团之后能够减小SO42-离子的竞争吸附。因此,本文通过分子设计,在减水剂中引入-COOH、磷酸基、-SO3H等基团,在氧化-还原引发体系的作用下制备了磷酸型聚羧酸减水剂。首先,研究了在较低温度下制备聚羧酸减水剂的机理和磷酸基团在水泥中的作用机制,为降低减水剂的聚合温度和引入磷酸基团提供了理论依据。其次,对大单体的种类和分子量、链转移剂、氧化-还原体系进行了选择,结果表明分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚大单体(TPEG)和其他小单体在氧化还原剂过硫酸铵-抗坏血酸与链转移剂巯基丙酸的作用下制备的磷酸型聚羧酸减水剂表现出优异的性能。最后,通过单因素实验和响应面分析实验确定制备磷酸型聚羧酸减水剂的主要原料甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯基磺酸钠(SMAS)、不饱和磷酸单酯(UPE)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)之间的摩尔比为3.87:0.29:0.49:1。优化后的合成工艺条件为氧化型引发剂(NH4)2S?O?掺量是总单体摩尔量的4%(摩尔分数,下同),还原型引发剂抗坏血酸掺量为总单体摩尔量的0.35%,链转移剂掺量为总单体摩尔量的3%,聚合时间为4 h,聚合温度为35℃,以匀速滴加的方式进行加料。在以上工艺条件下制备的减水剂的初始水泥净浆流动度为310 mm,减水率达到30%,固含量达到39%。另外,由响应面分析结果可知各个单体的摩尔比对减水剂性能的作用顺序依次为:n(MAA):n(TPEG)>n(UPE):n(TPEG)>n(SMAS):n(TPEG)。本文制备的磷酸型聚羧酸减水剂分散能力强,与水泥的相容性较好,而且工艺过程节能、环保,对减水剂的工业化生产具有指导意义。