CN106432630A - 一种α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇／丙烯酸／2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸聚合物 - Google Patents

一种α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇／丙烯酸／2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸聚合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酰α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸聚合物及其制备方法。本发明除了制备原料来源丰富，反应温和，制备成本低外，还具有高产率、高转化率的特点；该α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸聚合物与普通市面聚羧酸减水剂相比，对水泥体系或不同等级高性能混凝土均具有低掺量、高减水、高分散、高保塑、高早强以及质量稳定等特性。本发明制备的α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸聚合物，其产率在81.5％以上，α‑丙烯酰胺基‑ω‑甲氧基聚乙二醇转化率可达93.6％。

Description

一种α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸聚合物
技术领域
本发明涉及建筑材料关于混凝土外加剂合成技术领域，尤其涉及一种α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物及其制备方法。
背景技术
随着亚洲基础设施投资银行正式投入营运和国家“一带一路”战略的深入落实，加快了公路、铁道、隧道、桥梁、水坝、海洋、港口、核电及机场等重大工程项目的建设。现代重大工程项目在不断向大型化、复杂化和功能化转型，极大地推动了混凝土技术进步。高性能混凝土因具有原料来源广泛、价格低廉、制作简单、高分散性、高强度和高耐久性，已成为混凝土技术进步一个主要方向。
聚羧酸系聚合物是当今混凝土不可缺少、重要组成材料，是实现混凝土高性能技术进步的关键基础之一。目前，作为混凝土组成材料应用于混凝土的市售传统的聚羧酸系聚合物，在性能上依然存在许多不足，如坍损大、泌水严重、早强低等缺陷，这势必严重地影响了混凝土技术向高性能或超高性能方向发展。因此，研发能够满足不同工程在不同环境下，能够满足混凝土多层次多功能需求、新型结构、具有特色性能的系列聚羧酸聚合物已迫在眉睫。其中，在α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的分子结构上引入了酰胺基特征官能团，当它作为重要组成材料加入到不同强度等级高性能混凝土时，在掺量较低情况下，对新拌混凝土具有优异的分散效果和良好的保塑性能、对凝结硬化混凝土具有较高的早强性能而备受关注和重视。
美国Grace公司是最先在聚羧酸分子结构上引入了酰胺基特征官能团，并将所制聚羧酸聚合物应用于混凝土中，该聚羧酸聚合物是在丙烯酸类聚合物上接枝烷氧基胺制备而成的，由于制备成本过于昂贵，影响了市场竞争力和市场推广；后来，Schober等通过α-氨基聚乙二醇-ω-单甲醚引入酰胺基或亚酰胺基合成聚羧酸聚合物、瑞士西卡公司的Danzinger等也合成了一种酰胺-酰亚胺聚羧酸聚合物，虽然这些聚羧酸聚合物对水泥净浆流动性及保持性能好，早期强度高，但由于Schober和瑞士西卡公司的Danzinger等合成的聚羧酸聚合物所采用的原材料匮乏，价格昂贵，制备成本高，至今尚未进入实用阶段。
在高性能混凝土外加剂研发方面，能够开发出具有制备原料来源丰富、合成手段合理、制备成本低、性能优异、减水率高、适应性强、质量稳定的聚羧酸聚合物，是今后混凝土外加剂的研究重点。
发明内容
为了解决现有的混凝土外加剂存在的不足，本发明目的在于提供一种分子结构上引入酰胺基特征官能团的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，其制备原料来源丰富，反应温和，制备成本低，同时具有高减水、高分散、高保塑、高早强以及质量稳定等特点，可适合不同强度等级高性能混凝土。
本发明第二目的在于提供上述α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的低温制备方法。α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物是在低温下以自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，巯基乙酸(TGA)为链转移剂，过氧化氢(H2O2)为氧化剂，维生素C(VC)为还原剂，通过过氧化氢(H2O2)与维生素C(VC)之间发生氧化还原反应产生自由基引发单体聚合制备而成的。所制得的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物分子结构上不仅引入酰胺基特征官能团，同时还带有聚氧乙烯基、羧基、磺酸基等特征官能团。
本发明采取的技术方案是：
本发明的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的化学结构如式(II)所示：
其中，n为10～50的自然数。n优选为12、25、30、32、40、43和45。
本发明的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的制备方法的具体步骤如下：
称取α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，用去离子水分别配制成质量分数为20％～60％的水溶液备用；
向聚合反应器中加入预先配制的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体水溶液，通氮排空气10～45min后，开启搅拌器，待温度升至25℃～40℃时，加入链转移剂和氧化剂；继续搅拌，待温度再次升至25℃～40℃时，分别匀速滴加还原剂和丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液，滴加完毕后，在25℃～40℃下继续保温反应1.0～2.5h；待反应结束，冷却至室温，调节反应所得物料的pH＝6.0～7.0，即得本发明的带有酰胺基特征官能团的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的摩尔比为1∶5.0～8.0∶1.0～4.0。
所述的链转移剂为巯基乙酸，用量为反应单体总质量的1.2％～2.1％。
所述的氧化剂为过氧化氢，所述的还原剂为维生素C，过氧化氢用量为α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇质量的1.0％，过氧化氢与维生素C质量比为1.0～4.0∶1。
还原剂滴加时间为1.0～2.5h；丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液滴加时间为0.5～2.0h；采用还原剂较丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液“先滴加、后滴完”的加料方式。
调节反应所得物料的pH用质量分数为30％～50％的氢氧化钠溶液。
所述α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体的化学结构如式(I)所示：
其中，n为10～50的自然数；它是以不同相对分子质量的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体为主要反应单体通过自由基聚合反应制得了的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，并以该聚合物在水泥净浆初始流动度和2.0h后流动度保持性为评定指标，通过支链相对分子质量来确定。优选n为12、25、30、32、40、43和45。
制备方法的具体步骤如下：
(1)氯代甲氧基聚乙二醇的制备：
在反应容器中加入甲氧基聚乙二醇后再加入溶剂，启动搅拌机搅拌并逐步加热升温至35℃～50℃，待完全溶解后，在30min内匀速滴加氯化亚砜溶液并加热升温至55℃～70℃，在该温度下保持恒温反应24～48h，反应结束后冷却到室温，用饱和氯化钠溶液洗涤、分液以去除未反应的甲氧基聚乙二醇，并用质量分数为30.0％的氢氧化钾溶液调整pH＝7，将所得产物经过滤、收集和真空干燥后即得氯代甲氧基聚乙二醇备用；
(2)α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇活性大单体的制备：
在反应容器中加入溶剂后再加入丙烯酰胺和氯代甲氧基聚乙二醇，开启搅拌机待并逐步加热升温至25℃～40℃，待完全溶解后，加入引发剂并加热升温至45℃～60℃，在该温度下保持恒温反应1～3h，反应结束后冷却到室温，经洗涤、过滤，真空干燥后即得α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇活性大单体。
本发明的积极效果如下：
本发明在低温下所制备的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，除了制备原料来源丰富，反应温和，制备成本低外，还具有高产率、高转化率的特点；该α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物与普通市面聚羧酸减水剂相比，对水泥体系或不同等级高性能混凝土均具有低掺量、高减水、高分散、高保塑、高早强以及质量稳定等特性。
本发明的制备方法制备的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，其产率在81.5％以上，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率可达93.6％。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
实施例1
准确称取自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，采用去离子水，分别配制质量分数为40％的自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体水溶液、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液备用；然后向聚合反应器中加入预先配制的自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体备用液，通氮排空气30min后，开启搅拌器，待温度升至一定温度时，加入链转移剂(巯基乙酸)和氧化剂(过氧化氢)；继续搅拌，待温度再次升至一定温度时，分别匀速滴加还原剂(维生素C)和丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体备用液，滴加完毕后，在一定温度下继续保温反应一定时间；待反应结束，冷却至室温，用氢氧化钠溶液(质量分数为40％)调节反应所得物料的pH＝6.0～7.0，即得一种α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物。
所述步骤中的丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体与自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体摩尔比为9∶1；其中，在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为6∶3。
所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.5％(以占反应单体总质量计)。
所述步骤中的引发剂过氧化氢用量为1.0％(以占自制α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇质量计)；其中，引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为3∶1。
所述步骤中的还原剂维生素C滴加时间为1.0～2.5h。
所述步骤中的丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液滴加时间为0.5～2.0h。
所述步骤中的还原剂维生素C和丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液，采用还原剂维生素C较丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液“先滴加、后滴完”的加料方式。
所述步骤中的反应温度为40℃。
所述步骤中的反应时间为2.0h。
得到的一种α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物的化学结构式为：
所述n为12。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为83.6％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为93.6％。
实施例2
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为8∶1。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.2％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为1∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为25℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.0h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为81.6％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为92.5％。
实施例3
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为8∶1。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为2∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为30℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为81.9％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为92.8％。
实施例4
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为8∶1。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.8％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的反应温度为35℃。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为83.4％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为92.8％。
实施例5
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为8∶1。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为2.1％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为4∶1。
优选的，所述步骤中的反应时间为2.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.3％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为91.7％。
实施例6
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为7∶2。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.2％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为2∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为35℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为2.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为83.7％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为93.0％。
实施例7
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为7∶2。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为1∶1。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为84.2％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为93.5％。
实施例8
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为7∶2。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.8％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为4∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为25℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.9％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为91.8％。
实施例9
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为7∶2。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为2.1％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的反应温度为30℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.0h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.1％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为90.4％。
实施例10
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.2％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.2％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为90.1％。
实施例11
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为4∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为35℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.0h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.8％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为90.7％。
实施例12
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.8％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为1∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为30℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为2.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为81.8％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为92.3％。
实施例13
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为2.1％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为2∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为25℃。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.0％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为91.2％。
实施例14
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为5∶4。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.2％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为4∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为30℃。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为83.4％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为90.3％。
实施例15
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为5∶4。
优选的，所述步骤中的反应温度为25℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为84.5％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为93.1％。
实施例16
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为5∶4。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为1.8％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为2∶1。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.0h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为81.9％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为89.3％。
实施例17
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选的，所述步骤中的在丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体中的丙烯酸单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体摩尔比为5∶4。
优选的，所述步骤中的链转移剂巯基乙酸(TGA)用量为2.1％(以占反应单体总质量计)。
优选的，所述步骤中的引发剂过氧化氢与还原剂维生素C质量比为1∶1。
优选的，所述步骤中的反应温度为35℃。
优选的，所述步骤中的反应时间为1.5h。
α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物产率为82.4％，α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇转化率为92.8％。
实施例18
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为25。
实施例19
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为30。
实施例20
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为32。
实施例21
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为40。
实施例22
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为43。
实施例23
与实施例1基本相同，不同的在于：
优选地，所述n为45。
性能试验
以本发明实施例1～23制备的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，在其添加量为0.20％(以占水泥质量分数计)时，水泥净浆初始流动度在320mm以上，静置120min后流动度保持在300mm以上，新拌混凝土初始坍落度在220mm以上，120min后坍落度仍然保持在205mm以上，混凝土减水率在37％以上，3d和28d养护龄期混凝土抗压强度比分别在185％和150％以上〔水泥净浆水灰比mw/mc＝0.29，水泥净浆流动度参照国家标准《混凝土外加剂匀质性试验方法》(GB/T 8077－2012)测定；C50混凝土配合比为：m(胶凝材料)∶m(砂)∶m(石)∶m(水)＝450∶745∶1165∶144，混凝土减水率及拌合物坍落度参照国家标准《混凝土外加剂》(GB/T 8076－2008)和《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T 50080－2002)进行测试，抗压强度比参照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081－2002)进行测试〕。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，其特征在于：所述聚合物的化学结构如式(II)所示：
其中，n为10～50的自然数。
2.如权利要求1所述的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物，其特征在于：n为12、25、30、32、40、43和45。
3.一种制备如权利要求1或2所述的聚合物的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
称取α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，用去离子水分别配制成质量分数为20％～60％的水溶液备用；
向聚合反应器中加入预先配制的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体水溶液，通氮排空气10～45min后，开启搅拌器，待温度升至25℃～40℃时，加入链转移剂和氧化剂；继续搅拌，待温度再次升至25℃～40℃时，分别匀速滴加还原剂和丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液，滴加完毕后，在25℃～40℃下继续保温反应1.0～2.5h；待反应结束，冷却至室温，调节反应所得物料的pH＝6.0～7.0，即得本发明的带有酰胺基特征官能团的α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的摩尔比为1∶5.0～8.0∶1.0～4.0。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的链转移剂为巯基乙酸，用量为反应单体总质量的1.2％～2.1％。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的氧化剂为过氧化氢，所述的还原剂为维生素C，过氧化氢用量为α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇质量的1.0％，过氧化氢与维生素C质量比为1.0～4.0∶1。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：还原剂滴加时间为1.0～2.5h；丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液滴加时间为0.5～2.0h；采用还原剂较丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合单体水溶液“先滴加、后滴完”的加料方式。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：调节反应所得物料的pH用质量分数为30％～50％的氢氧化钠溶液。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇大单体的化学结构如式(I)所示：
其中，n为10～50的自然数；
制备方法的具体步骤如下：
(1)氯代甲氧基聚乙二醇的制备：
在反应容器中加入甲氧基聚乙二醇后再加入溶剂，启动搅拌机搅拌并逐步加热升温至35℃～50℃，待完全溶解后，在30min内匀速滴加氯化亚砜溶液并加热升温至55℃～70℃，在该温度下保持恒温反应24～48h，反应结束后冷却到室温，用饱和氯化钠溶液洗涤、分液以去除未反应的甲氧基聚乙二醇，并用质量分数为30.0％的氢氧化钾溶液调整pH＝7，将所得产物经过滤、收集和真空干燥后即得氯代甲氧基聚乙二醇备用；
(2)α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇活性大单体的制备：
在反应容器中加入溶剂后再加入丙烯酰胺和氯代甲氧基聚乙二醇，开启搅拌机待并逐步加热升温至25℃～40℃，待完全溶解后，加入引发剂并加热升温至45℃～60℃，在该温度下保持恒温反应1～3h，反应结束后冷却到室温，经洗涤、过滤，真空干燥后即得α-丙烯酰胺基-ω-甲氧基聚乙二醇活性大单体。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：n为12、25、30、32、40、43和45。
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