磷酸盐系

关键词： 电池

磷酸盐系（精选四篇）

磷酸盐系 篇1

在所有电池中,锂离子电池(LIB)由于具有高的能量密度和放电电压,以及自放电小、无记忆效应、循环寿命长等优点,自1990年日本SONY公司率先实现商品化[1,2,3]以来,发展速度很快,迅速占领了便携式电子产品市场;同时交通(电动车)、能源(太阳能、风能蓄电站等)、军用(潜艇、无人战机等)等部门也都期待性能更好的LIB[4,5]。因此,LIB蕴含着巨大的商机,尤其是在动力电池和大型蓄能电池方面。

LIB的关键材料包括正负极、隔膜、电解质等,其中正极材料的发展相对滞后,成为制约锂离子电池发展的瓶颈[6]。已经商品化的LiCoO2由于钴资源匮乏、价格昂贵、安全性差、对环境有害[7]等问题促使人们寻求新的正极材料,包括镍酸锂、锰酸锂以及过渡金属取代钴的氧化锂盐,尖晶石结构的LiMn2O4等。其中一些材料已经或正在走向商品化。

磷酸根聚阴离子盐作为LIB的正极具有安全性能好、循环稳定性高、相对其它有些商品化的正极材料具有较高的比容量等优点而引起很多研究人员的关注。近年来对LIB正极材料磷酸盐的研究主要集中在磷酸亚铁锂和磷酸钒锂上。

1 磷酸亚铁锂

自1997年美国德克萨斯州立大学的Goodenough等首先发现磷酸亚铁锂的可逆嵌脱锂特性以来,人们就开始了对磷酸亚铁锂作为LIB正极材料的研究。LiFePO4是橄榄石结构,为Pbnm正交空间群,铁离子位于八面体的Z字链上,锂离子则在交替八面体位置的直线链上,所有的锂离子都可以脱嵌得到层状结构的FePO4[8]。LiFePO4的电极反应式如式(1):

也可以用式(2)表示:

LiFePO4的晶格参数a=0.6008nm,b=1.0334nm,c=0.4693nm,晶胞体积为0.2914nm3。FePO4也是Pbnm空间点群,其晶格参数a=0.5792nm,b=0.9821nm,c=0.4788nm,晶胞体积为0.2724nm[9,10]。由它们的晶格参数可见从LiFePO4到FePO4,粒子的大小变化不大,从而保证了在Li+脱嵌前后结构的稳定性。

与大多数含铁化合物相比,LiFePO4具有较高的电势(3.45V vs Li/Li+),该电压还不足以将常用的LIB电池电解质溶液分解;LiFePO4正极材料的理论容量为169mA·h/g,如果能利用其所有容量,则将比已商品化的LiCoO2容量大;LiFePO4有对环境无污染、原料来源广泛等优势,完全具有作为新一代LIB正极材料的潜质,但较低的电子导电率和Li+传导率成为LiFePO4正极材料致命的弱点[11]。

通过表面包覆碳或金属和掺杂其它离子可以大大提高磷酸亚铁锂的电子导电率。Ravet.N等用碳粉包裹发现材料的导电性能有明显改善,但碳的密度相对较小,使材料的振实密度降低[12]并将影响电池的体积能量密度。Croce.F等在磷酸亚铁锂的表面包覆金属如银、铜等大大提高了LiFePO4的导电率[13]。Chung. S. Y于2002年报道通过掺杂Mg2+、Al3+、Ti4+、Nb5+和W6+等金属离子,可把磷酸亚铁锂的导电率提高8～9个数量级[14]。其次,可以通过控制材料颗粒的微观形貌、减小粒径、增大微粒间的接触面积来提高离子导电率。因为固相中的离子迁移速度远小于液相,颗粒过大、颗粒形貌不规则势必造成锂离子扩散通道扭曲使其扩散缓慢。日本Akita University的Hirokazu Okawa等采用声化学低温合成法成功地制成了粒径细小、电化学性能优良的LiFePO4[15];上海微系统与信息技术研究所的赖春艳等在CN1747206A号专利中提到用β-环糊精作为分散剂、酒精介质球磨同时采用超声波分散制得了200～500nm的LiFePO4/C[16];还有很多学者做过这方面的研究,此处不一一列举。

本课题组采用改进的固相法进行 LiFePO4的合成。按化学计量比混合各原料物质,并按n(Li)∶n(C)=1∶1加入柠檬酸,在振动球磨机中高速球磨6h,球磨后前驱体转移至管式炉(上海实验电炉厂),通入高纯氮气,于350℃恒温10h排除过量的气体,取出混合物磨细后压成片状物,再移至管式炉中,高纯氮气保护,于600～800℃恒温12h反应后自然冷却得到产品。

与传统固相法不同的是,热处理过程中加入的柠檬酸受热时产生的膨胀、空间阻隔效应有效地抑制了产物的粒子长大,合成出粒径微细、粒度分布均匀的LiFePO4。该材料的电化学性能实验结果表明,通过这种制备方法合成出了电化学性能优异的LiFePO4正极材料,在17mA/g的电流密度和2.0～4.4V的电压范围下进行充放电性能测试,其首次放电容量为167mA·h/g。采用同样的方法制备了掺杂Mg的Li0.98Mg0.02FePO4正极材料,在放电倍率为C/20、电压范围为2.5～4.5V之间进行充放电性能测试,其首次放电容量达到159.4 mA·h/g,50次循环后容量衰减仅5.5%,显示出了良好的循环稳定性[17,18,19]。

目前LiFePO4已进入产业化的初期阶段,Valence、Phostech、Sanyo、Sony等公司是较早涉足磷酸亚铁锂生产的企业,MIT也专门成立了1234A公司生产掺杂磷酸亚铁锂;国内也有一些企业进行磷酸亚铁锂的生产,以北大先行、天津斯特兰为代表,与此同时也带动了一些下游企业进行磷酸亚铁锂的产业化[4]。

2 磷酸钒锂系列

磷酸钒锂系列主要有Li3V2(PO4)3和LiVPO4F[20]。由于钒元素的多价性使得以磷酸钒锂系列为正极材料的电池存在多个放电电压平台。钒原子的价层电子构型为3d34s2,主要有+2、+3、+4、+5几种变价,其中+5价的钒是反磁性的,有些是无色的,而其他几种价态的钒都是顺磁性的,通常是有颜色的,其中以+5价钒的化合物最稳定,不同氧化态的钒在酸性溶液中的电势图[21]如图1所示。

2.1 Li3V2(PO4)3

Li3V2(PO4)3属于具有NASCION结构的Li3M2(XO4)3类物质,这种结构具有很高的稳定性,同时具有较开放的空间结构,为Li+的嵌入和脱嵌提供了方便。Li3V2(PO4)3有单斜晶系和斜方晶系2种,单斜晶系的稳定性极好,过充电或过热状态下不分解,安全性好,研究表明Li3V2(PO4)3中3个Li+均能可逆地嵌入、脱嵌,理论比容量达到197mA·h/g;斜方晶系的稳定性不及单斜晶系。Morcrettem等发现斜方晶系的Li3V2(PO4)3库仑效率低、衰减快,没有多少实用价值[22]。因此,近年来Li3V2(PO4)3方面的研究主要集中在单斜晶系。它的分子式为407.6,属于P21/n空间群,聚阴离子PO43-具有4面体结构,如图2所示,它们与八面体的VO6通过共用顶点的氧原子而形成三维网状骨架结构。这种特殊的三维结构使得每个VO6单元与6个PO43-单元相邻,而每个PO43-单元周围有4个VO6单元。可以用A2B3通式来表示这个结构(其中A= VO6,B= PO43-),每个单晶中含有4个A2B3晶胞单元,因此每个单晶就有12个锂离子,据报道最多可有5个Li+参与嵌入和脱嵌[23]。

Saidi等小组较早进行了Li3V2(PO4)3的合成研究,以NH4H2PO4、V2O5和Li2CO3为原料先在300℃分解4h,然后在氢气保护下850℃煅烧8h,冷却后又重新在氢气氛围中加热到850℃保持16h以保证反应完全,在3.5～4.5V、C/8倍率下首次充放电比容量可达到175 mA·h/g,循环稳定性能良好,但其不足之处在于采用氢气作还原剂、烧结温度高且时间长等使得材料造价较高[24]。中南大学的刘素琴等把J.Barker提出的碳热法用于制备Li3V2(PO4)3,将V2O5、NH4H2PO4、LiOH·H2O混合研磨均匀,在300℃分解几个小时后加入碳混合研磨,最后在氮气保护下800℃烧结24h,在3.0～4.2V、0.1C下首次充放电容量为137mA·h/g,循环20次后仍然有110 mA·h/g的容量[25]。李宇展等采用溶胶-凝胶法制备的碳包覆Li3V2(PO4)3粒径小到45nm,在3.0～4.8V、28mA/g电流密度下循环50次后容量仍然保持有167.6mA·h/g。清华大学的应皆荣等采用微波加热法,大大缩短了加热时间[26]。黄可龙等研究了掺Ti4+对Li3V2-(PO4)3的影响,发现通过掺入一定数量的Ti4+极大地提高Li3V2(PO4)3的离子导电性能,同时没有降低材料的密度[27]。

本课题组采用溶胶-凝胶法制备出了掺杂Mg的Li3V2-(PO4)3正极材料。通过对材料一系列的表征发现:掺入一定量的镁不会改变磷酸钒锂的晶型结构;掺入一定量的Mg2+使材料颗粒增大,粒径分布变宽;当镁、锂物质的量比为0.05∶1时,材料的放电比容量有所提高,循环稳定性也有一定程度的增强[28]。

作为LIB正极材料使用,Li3V2(PO4)3具有一些优势,如电压平台高,电子导电率高于磷酸亚铁锂,理论容量较高等;但距离实际应用还存在着很多需要解决的问题,例如如何进一步降低制备成本,进一步提高材料的电子导电率和离子导电性,改善材料的大电流、高功率条件下的电化学性能,以及如何提高材料的充放电稳定性,安全性和宽温度区间下的充放电性能等,进一步促进Li3V2(PO4)3的商业化进程。

2.2 LiVPO4F

LiVPO4F具有P1空间点群,属三斜晶系,其晶格参数a=0.5169nm,b=0.5306nm,c=0.7503nm。磷酸四面体和氧氟次格子建立起一个三维结构的框架,有2个锂离子可以嵌在这个框架中,理论容量为155mA·h/g[20]。

LiVPO4F的合成方法主要有高温固相法和溶胶-凝胶法2种,但也有通过微波和超声波进行合成的报道。2002年Barker小组首先开发出了LiVPO4F,在3.0～4.4V、C/5倍率时充放电比容量达到134mA·h/g;同时他们还发现该正极材料在LiClO4电解液中的容量较在LiPF6中高[29]。钟胜奎等用过量的碳作还原剂,发现剩余的碳可以提高材料的导电性能同时还减小了材料的粒径,当含碳量在1.83%(质量分数)时效果最好[30]。李展宇等采用溶胶-凝胶法制得LiVPO4F,大大降低了烧结温度,同时把粒径控制在70nm左右,在3.0～4.6V下首次放电容量为130mA·h/g,循环30次后仍然保持在124mA·h/g[31]。

2.3 其它磷酸钒锂

除了Li3V2(PO4)3和LiVPO4F外,还有斜方晶系,Pna2点群的Li2VPO6和单斜晶系,属P21/c点群的LiVP2O7等。这些材料大多在极低的放电倍率条件下具有较高的容量和稳定性,稍微增加比容量就会大幅度降低放电倍率,衰减厉害,难于实际应用,研究价值不高。

除了磷酸铁里和磷酸钒锂外,还有磷酸锌锂、磷酸钴锂等都曾有过研究,但效果并不理想,因此没有进行过多的研究。

3 结语

对于相对较年轻的锂离子电池行业,其正极材料的发展经历了LiCoO2、镍酸锂以及复合过渡金属氧化锂盐、LiMn2-O4等,当前正处于向磷酸亚铁锂转变的过渡期。

磷酸亚铁锂的商品化还处于起步阶段,以Valence公司为代表研制的各种型号的磷酸亚铁锂电池都比其他电池有明显的优势,得到市场的认可,但是在动力电池方面应用,仍有进一步提高其性能的空间。中国目前主要有天津斯特兰、北大先行、西安铁虎科技等几家企业的磷酸亚铁锂生产线已经实现了规模化,但是产品品种较为单一,多是适合于小功率用电装置电池的;产量不大,不能满足国内磷酸亚铁锂电池厂家的需求,因此很多电池企业还需要进口国外高价的磷酸亚铁锂正极材料。国内还有很多研究机构如四川大学、中南大学、天津化工设计院等也在进行磷酸亚铁锂商品化方面的研究。因此目前应该加大研究力度,提高磷酸亚铁锂的高倍率性能,已经上生产线的企业应该结合市场的需求适当增加产量;同时还要注意避免和国外的专利发生冲突。

磷酸钒锂具有安全稳定性好、比容量高、电压平台高等优势,被认为是继磷酸亚铁锂后的新一代锂离子动力电池的正极材料,近年来已经引起一些研究机构的关注,但目前还处于实验室研究阶段,要实现商品化生产还需要进一步研究,主要解决稳定性不高的问题。要实现商品化最快、最行之有效的方法是固相法,主要研究力量应集中在固相法上。要吸取磷酸亚铁锂的教训尽快申请专利,各研究机构应与生产企业紧密结合,争取尽快实现商品化,抢先占领市场。加快磷酸亚铁锂的工业化进程,把磷酸钒锂当成继磷酸亚铁锂的更新一代锂离子电池正极材料,加快研究步伐,同时注意其它更新替代材料的开发研究。

摘要：分别介绍了可以作为锂离子二次电池正极材料的几种磷酸根聚阴离子过渡金属锂盐的研究近况,着重分析了磷酸亚铁锂和磷酸钒锂的现状。LiFePO4为橄榄石结构,具有较高开路电压、高理论容量、电压平台稳定、环境友好等优点,但电子导电率和离子传导率低制约了它的应用,介绍了解决磷酸亚铁锂两低问题的方法;磷酸钒锂为NASCION结构,理论容量比磷酸亚铁锂高,具有一定的研究价值,介绍了磷酸钒锂的制备方法,认为磷酸钒锂最主要的问题是稳定性不高。指出当前锂离子二次电池正极材料应该加快磷酸亚铁锂的工业化进程,加速磷酸钒锂的研究步伐,同时不放松其他更新正极材料的开发。

磷酸盐系 篇2

混合沉积是一种特殊的`沉积类型,研究程度较低.金家地区处于东营凹陷的斜坡带,该区古近系沙河街组第四段上亚段发育了碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积,研究认为该混合沉积为古湖泊内的混合沉积,可划分为混积砂滩亚相、混积砂坝亚相及半深湖混积亚相,混合沉积物既包括同层混合沉积物(灰质砂岩、砂质灰岩、泥质灰岩等),又包括互层混合沉积物(砂岩与颗粒灰岩互层沉积等),研究区的混合沉积受当时构造运动、碎屑物质供给量、湖平面的变化等诸多因素控制.

作 者：张金亮 司学强 ZHANG Jinliang SI Xueqiang 作者单位：张金亮,ZHANG Jinliang(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛,266100;山东省油气勘探开发工程技术研究中心,山东青岛,266510)

司学强,SI Xueqiang(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛,266100)

磷酸盐系 篇3

抗菌防污玻璃是一种新型的功能型玻璃,它既保持原有的使用功能和装饰效果,又增加了消毒抑菌功能。但以往常用的抗菌防污材料,如银的成本太高,锡的毒性较大,因此需要研制开发新型的抗菌防污能力强的抗菌玻璃材料。

利用硼酸盐玻璃的稳定性比硅酸盐玻璃差、热膨胀系数高的特点,在此类玻璃材料中引入具有特殊功能且价格较低廉的离子如铜,制成长期、高效的玻璃型缓释材料。此类材料具有几个优点:(1)是一种良好的离子载体,可较好地融入抗菌成分;(2)其结构较疏松,化学稳定性较差;(3)具有独特的释放性能,可通过成分或工艺的调整,控制抗菌离子溶释速度,使其防污杀菌效果持久稳定。

1 实验部分

1.1 实验设备与仪器

实验设备主要有:升降式升温炉(KSY-12-16S)、电热鼓风烘箱(101-1)、金相试样预磨机(M-2)差热分析仪(WCT-2)、铂金坩埚若干个、红外光谱仪、原子吸收分光光度仪(TAS-986),769YP-15A压片机,MJ-180B型霉菌培养箱、YLE-200型恒温保温箱等。

1.2 实验原材料

药品主要有:无水碳酸钠、分析纯Al2O3粉末、硼酸、铜盐、碳酸钙,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,蛋白脉牛肉培养基、牛肉蛋白陈、食盐、营养琼脂等。

1.3 采用高温熔融法来制备硼酸盐系玻璃

1.3.1 原料及配方选择

制备硼酸盐玻璃的各种成分的作用:(1)B2O3:在玻璃充当网络形成体,也具有助熔作用,含量为18%～60%;(2)Al2O3:可以帮助玻璃的网络形成体形成网络,也可控制铜离子的溶解速度,含量为0～10%,含量不宜过高;(3)R2O(R=Cu,Na):Cu为抗菌成分,Na2O是助熔剂,总含量8%～30%;(4)CaO:与Na2O同样是助熔剂,其含量为0～10%,但CaO可以使玻璃的料性变短,脆性变大,玻璃的析晶倾向变大。

1.3.2 B203-A1203-Cu20系玻璃的制备

此B203-A1203-Cu20玻璃仅有三种成分,料方较易调整,根据已有的B203-Al203-Na2O玻璃三元相图(图1)选取了3种组成,探索B203-A1203-Cu2O玻璃的形成情况。熔制温度保持在1 170℃,保温时间为1 h,得到4组不同的抗菌玻璃,其中1#,2#,4#得到的玻璃,熔制良好、均匀无分相,玻璃断面光泽度好,并能析出铜离子。组成3#熔制的玻璃无分相,但断面光泽度较差。

1.4 玻璃性能的测试

1.4.1 抗菌玻璃的红外光谱分析

将4组试样各取少量分别放到研钵中磨细,再用镊尖挑取约6 mg并加200 mg溴化钾继续进行研磨至均匀,进行红外光谱分析。

1.4.2 玻璃的化学稳定性(耐水性)的测定

把组成为1#,2#,3#,4#四种试样分别用玛瑙研钵研磨,筛取0.6～0.35 mm之间的粉末,称取2.5 g试样,用丙酮清洗除去表面微粉。将烧杯清洗干净,干燥冷却至恒重(M1),把预先清洗好的微粉装入烧杯,干燥冷却至恒重(M2),倒入50 mL蒸馏水,煮沸1 h,用倾斜法把侵蚀液倒入一小杯子里,使烧杯干燥冷却至恒重(M3),则其溶解质量百分比为n=(M2-M3)/(M2-M1)×100%。再把小杯子里的侵蚀液倒回原烧杯,继续煮沸1 h,再倒出侵蚀液,干燥称重,连续测4 h。

1.4.3 玻璃缓释性的测定

称取研磨好的待测试样1 g置于容量瓶中后,加50 mL蒸馏水于容量瓶中在恒温震荡器中震荡5 min使溶液均匀,然后取出试样并置于100℃的恒温箱中,1 h后取出待测溶液;用滤纸将待测溶液过滤到烧杯中并采用分析纯CuSO4·5H2O,配置标准溶液做玻璃缓释性测定。

通过原子吸收分光光度计测出标准样的Abs值,由标准溶液的Abs值绘制工作曲线,待测样的Abs值对应于工作直线计算出待测样的Cu2十浓度。

1.4.4 玻璃抗菌性能的测定

称取约1 g试样滴加一滴黏结剂,研磨均匀后用压片机将样品压制成直径8 mm,厚度2 mm左右的圆片;将灭菌后的琼脂培养基倒人培养皿中(已灭菌),制成平板。然后取已配好的菌液1 mL置于平板,用刮刀涂均匀。把已压成片状的试样置于平板中央,再将载有抗菌试样的培养皿置于30℃的恒温箱中,每隔24 h测量试样周围抑菌圈的大小,以抑菌圈的平均直径评价试样的抗菌性能。

2 结果与讨论

2.1 抗菌玻璃的红外光谱分析

1#,2#,3#,4#四种玻璃测得的红外图谱分别如图2～图5。

从不同玻璃组成的红外光谱图中,可以进一步了解玻璃的结构变化。表2列出了玻璃中不同基团的振动和吸收峰。

将图2和图3相比较可知,图3中在1 340cm-1处的吸收峰减弱,700 cm-1处的吸收峰增强。说明玻璃网络中的[BO4]减少,[BO3]基团增多;另外,图3中620 cm-1处有一很强的吸收峰,说明图3中显示的玻璃有较多的Cu2O析出。

与图3相比,图4中1 340 cm-1处的吸收峰减弱,700 cm-1处的吸收峰增强,且620 cm-1处有一很强的吸收峰。

当B2O含量相同时,对比图3和图4可看出:图4中1 340 cm-1处的吸收峰更强一些,而700 cm-1处的吸收峰稍弱一些,说明玻璃网络中的[BO4]增多,[BO3]基团减少;图3中620 cm-1处有很强的吸收峰,说明此种玻璃有较多Cu2O析出。

由上面分析知道,玻璃组成中Cu2O含量相同时,由于网络结构差异析出的Cu2O量也不同;另外,即便是玻璃组成中Cu20含量高,也不一定其析出量就多。

2.2 玻璃的化学稳定性(耐水性)测定结果分析

本实验选取组成为1#,2#,3#,4#四种玻璃料对失重率随时间的变化进行测试,结果见图6。

由图6可知,玻璃的失重率随时间的增加越来越大,这是因为抗菌玻璃由于其具有水溶性,随着时间的延长,玻璃不断溶入水中,所以失重更厉害。抗菌玻璃对失重率的要求是0.02%～0.60%,最佳为0.05%～0.4%,所制得的硼酸盐系抗菌玻璃的水溶性结果基本能符合要求,制得的抗菌玻璃中4#试样的失重率较高,其余的试样较好。

实验结果表明:在100℃的水中,该种玻璃能缓释出铜离子,其水溶性结果除了4#样品失重稍高外,其余3组试样均符合要求。

2.3 玻璃抗菌性能和缓释性的结果分析

4组试样对金黄色葡萄球菌抑制作用的测试数据见图7。

由图7可以看出:4组试样对大肠杆菌的抑制能力依次为3#<2#<4#<1#。4组试样抑菌作用随着时间的延长,抑菌能力均增强,在大约48 h后抑菌能力趋于稳定。

另外,根据表3可知,4组试样的缓释度大小为3#<2#<4#<1#。并于大肠杆菌抑制能力是对应的。结合图7可知,缓释度高的试样其抑菌效果最大。3结论

(1)硼酸盐载体中添加无机铜盐,在适当的工艺制度下通过高温熔融,可以制备出抗菌效果良好的抗菌玻璃材料。

(2)硼酸盐玻璃的抗菌性能与其缓释度具有一致性。

参考文献

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[3]汪山,陈奇,程继健.载银型可溶性玻璃抗菌材料的研究与应用[J].玻璃与搪瓷.2000,28(5):46-50.

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磷酸盐系 篇4

1 试验部分

1.1 试验原材料

萘系高效减水剂 (NSP) , 试验室合成;氨基高效减水剂 (HPP) , 宁波某外加剂厂;氢氧化钠 (工业品) , 宁波某外加剂厂。

1.2 试验方法

把萘系高效减水剂和氨基磺酸盐系高效减水剂以4:1的重量比称量后投入到反应釜中, 加水加热并搅拌, 调节pH=9~10。加热到所需温度后保持恒温3h。反应物浓度为35%。

1.3 水泥净浆流动度测试

按照GB8076/2000进行水泥净浆流动度的测试, W/C=0.29, 水泥600g, 水174g秦岭P.O42.5R水泥。

2 试验结果及分析

2.1 试验结果

2.1.1 温度70℃时热复合减水剂的性能

保持温度70℃不变, 分别在反应1h、2h和3h时取样测试性能。

由表1可知, 在减水剂相同掺量下, 随着反应时间的延长, 水泥净浆流动度性能降低很快, 热复合产品性能不如常温复合。

2.1.2 温度65℃时复合减水剂的性能

保持温度65℃不变, 分别在反应1h、2h和3h时取样测试性能。

由表2可知, 在减水剂相同掺量下, 随着反应时间的延长, 净浆流动度逐渐提高, 损失逐渐减小, 反应3h后, 性能比常温复合的稍有提高。

2.1.3 温度55℃时复合减水剂的性能

保持反应温度55℃不变, 分别在反应1h、2h和3h时取样测试性能。

由表3可知, 减水剂相同掺量下, 反应1h、2h和3h后, 复合减水剂水泥净浆初始流动度增大, 损失减小, 热复合产品性能提高。

2.1.4 温度45℃时复合减水剂的性能保持反应温度45℃不变, 分别在反应1h、2h和3h时取样测试性能。

由表4可知, 反应1h后, 热复合产品比常温复合初始净浆流动度大, 损失小, 性能提高。但随着反应时间的延长, 各项性能都要降低。

2.2 结果分析

高效减水剂复合的关键是主导官能团的组合。从高效减水剂的发展过程来看, 主导官能团-COOH、-SO3H在外加剂分子中显示了特有的性能, 并且在应用的时候起到了主导作用。-SO3H的主导作用是高分散产生高减水率;-COOH的主导作用是缓凝、保坍, -COOH、-SO3H可以分别一种或多种多个极性基团、原子团中的极性原子组合在同一个分子里, 从而赋予复合出来的高效减水剂新的主导作用以及一些其它功能。同性质主导作用的高分子化合物主导性能可以通过复合方法使主导作用有加和性。根据复合的理论基础, 可以通过分子设计来获得水泥混凝土用高性能的高效减水剂, 只要在大分子链中引入-COOH、-SO3H主导官能团的一种或者两种, 并与复合的非主导性能官能团、极性基团或者极性原子团中的极性原子与之优化组合, 就可以制造出高性能的复合高效减水剂。

萘系高效减水剂是含有磺酸基团的长链大分子结构, 而氨基磺酸盐高效减水剂为具有磺酸基团和羟基的支链结构, 两种减水剂的分子量、分子结构和接枝情况不同, 两种高效减水剂进行惹复合的目的是期望在萘系高效减水剂中能接枝一定氨基磺酸盐高效减水剂使其形成立体结构, 从而改善减水剂的各项性能。由试验数据可知, 热复合减水剂达到了预期效果。

3 结语

一定温度下进行萘系高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂的复合使用比直接进行常温复合具有更好的效果, 在一定程度上可以更好的解决萘系高效减水剂和水泥的不相容性问题, 扩大了萘系高效减水剂的使用范围。

摘要：论文进行了萘系高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂在一定温度下的热复合研究, 进行不同温度下的热复合减水剂水泥净浆流动度和常温复合减水剂净浆流动度性能的对比, 由此可知55℃时热复合减水剂的性能远远优于常温复合减水剂。

关键词：萘系高效减水剂,氨基高效减水剂,热复合,常温复合

参考文献

[1]李永德, 等.高性能减水剂的研究现状与发展方向[J].混凝土, 2002, 9.

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