我國減水劑的研究始于20世紀90年代中后期，其工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用始于2l世紀初期，其推廣應(yīng)用進程目前正以人們始料不及的速度迅猛發(fā)展，現(xiàn)代水泥混凝土必不可少的的組份之一。與其它類型減水劑相比，系減水劑因具有摻量小、減水率高、保塑功能強、環(huán)境友好等特點，工程應(yīng)用更為廣泛。減水劑尤其是對砂石級配差、含泥量大以及機制砂的使用導(dǎo)致減水劑適應(yīng)性不理想、產(chǎn)品應(yīng)用存在波動。

　　減水劑合成通常采用自由基共聚合成，一般是通過向大單體中滴加丙烯酸類小單體溶液進行共聚，但溶液中丙烯酸類小單體濃度相對于大單體濃度幾乎可以忽略，考慮到單體濃度對競聚速率的影響，通過不同方式滴加丙烯酸類單體溶液，改變丙烯酸類小單體濃度，以此改變體系各單體競聚速率來控制分子結(jié)構(gòu)。

　　1.相對分子質(zhì)量對產(chǎn)物性能的影響

　　作為一種分散劑，聚合物的相對分子質(zhì)量對其分散性有十分重要的影響。如果相對分子質(zhì)量太小，則聚合物維持坍落度的能力不高;相對分子質(zhì)量過大時，不但易產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥凈漿黏性變大，還會屏蔽主鏈上發(fā)揮減水作用的功能基團如羧基、磺酸基等，從而引起水泥凈漿分散性的降低。胡建華經(jīng)過實驗認為聚合物的減水率隨相對分子質(zhì)量的增加先增大，到一定值后又減小。Okada 的進一步研究表明，利用聚氧乙烯、烯丙基單烷基醚、馬來酸酐基苯乙烯等共聚得到相對分子質(zhì)量為20 000～80 000的減水劑性能最優(yōu)，用聚乙二醇和丙烯酸得到的共聚物與(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯等聚合得到相對分子質(zhì)量為25 000～70 000的減水劑性能最佳。當相對分子質(zhì)量小于20000時，其分散效果差;而相對分子質(zhì)量超過100 000則產(chǎn)生凝結(jié)作用降低流動性。

　　不僅減水劑的相對分子質(zhì)量對其性能有影響，其相對分子質(zhì)量分布對其分散性也有一定的影響，通過GPC法測定相對分子質(zhì)量分布，取曲線最高峰值的相對分子質(zhì)量為Mp，認為要獲得高分散性能的減水劑，還應(yīng)使(Mw-Mp)>0且<7000為最佳，如果(Mw-Mp)>7000，表示有較多相對分子質(zhì)量高的聚合物存在，水泥分散性能降低，其減少坍落度損失的能力也會下降。相反(Mw-Mp)<0，則表示相對分子質(zhì)量低的聚合物占大多數(shù)，混凝土中氣泡含量會增加，產(chǎn)品性能也會下降。

　　2.支鏈PEO對產(chǎn)物性能的影響

　　發(fā)現(xiàn)減水劑的PEO側(cè)鏈對水泥顆粒分散性和分散保持性有重要的影響，側(cè)鏈聚合度越小，水泥漿體的流動性損失越快，由于空間位阻效應(yīng)，所合成的帶有聚氧乙烯側(cè)鏈的高效減水劑隨著側(cè)鏈的增長，減水劑的空間立體作用增加，因此對水泥顆粒的分散效果更好，流動保持性也增加，但是PEO側(cè)鏈過大時，支鏈間可能發(fā)生纏結(jié)，在水泥顆粒間形成橋接，反而影響流動性保持性。研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物類系高效減水劑，認為具有不同長度的聚乙二醇能同時達到較高的流動性和流動度保持性能。該甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能團、磺酸基官能團和烷氧基聚乙二醇官能團，含有長側(cè)鏈聚乙二醇的減水劑有較高的立體排斥力，分散時間短，有較好的分散性和流動度，但流動性保持性能差;含有短側(cè)鏈聚乙二醇的系減水劑分散時間長，流動保持性能好。發(fā)現(xiàn)主鏈較短支鏈較長的減水劑的分散性能要好于主鏈較長而支鏈較短的減水劑。研究了普通硅酸鹽水泥摻加具有不同聚氧乙烯基側(cè)鏈長度、不同支鏈位置的型超塑化劑后，流動度受溫度(10～30℃)影響的規(guī)律，結(jié)果表明，側(cè)鏈長度越長，摻加有該減水劑的水泥漿的分散性受溫度的影響越小。因此，在主鏈上具有適當長度PEO側(cè)鏈的接枝共聚物既能獲得所需的流動性，也能獲得流動性的保持性。

　　3.磺酸基團含量對產(chǎn)物性能的影響

　　由減水劑作用機理可知，磺酸基團在減水劑分子結(jié)構(gòu)中所起的作用與羧基相同，即吸附在水泥顆粒表面提供靜電斥力使之分散，因此，磺酸基團含量的增加有利于提高分散性。采用2-甲基-烯丙基磺酸鹽、甲基丙烯酸和聚乙二醇單甲醚制得一種減水劑，研究表明隨著減水劑中磺酸基團含量的增加，水泥分散性能增加。國內(nèi)王國建等采用苯乙烯、丙烯酸、端羥基聚氧乙烯基醚通過自由基溶液共聚合、接枝和磺化反應(yīng)制得一類主鏈有羧基、磺酸基和聚氧乙烯基醚側(cè)鏈的系高效減水劑，研究表明隨著磺化度的提高即磺酸基團含量的增加，減水劑對水泥顆粒的分散性能提高。