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   氨基磺酸鹽高效減水劑研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 
      目前國內(nèi)研制生產(chǎn)且被廣泛使用的高效減水劑，按照其化學(xué)成分分類主要有：改性木質(zhì)素磺酸鹽高效減水劑、萘系高效減水劑、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物、氨基磺酸鹽系高效減水劑、聚羧酸鹽系高效減水劑


高效減水劑的作用主要有：
     （1）在保持拌和物水灰比不變的情況下,改善其工作性；
     （2）在保持和易性不變的前提下，摻入減水劑可以使混凝土單位用水量減少，提高混凝土強(qiáng)度。
     （3）在保持混凝土強(qiáng)度不變的前提下，使用減水劑可以降低單位水泥用量［1，2］。最新統(tǒng)計資料表明我國高效減水劑年產(chǎn)量已有93.7 萬t,非萘系高效減水劑占17.4%，氨基磺酸系高效減水劑產(chǎn)品在全國18 個省、市生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)9.5 萬t［3］。氨基磺酸系高效減水劑由于生產(chǎn)工藝簡單，是當(dāng)前國內(nèi)外最具有發(fā)展前途的高效減水劑之一［4］。
1 氨基磺酸系高效減水劑的分子結(jié)構(gòu)及性能特點
      氨基磺酸系高效減水劑是由單環(huán)芳烴衍生物苯酚類化合物、對氨基苯磺酸和甲醛在一定溫?zé)岷�水條件下縮合而成。其中苯酚類化合物可以是一元酚、多元酚或烷基酚、雙酚，也可以是以上化合物的親核取代衍生物。甲醛也可以用乙醛、糠醛、三聚甲醛等代替［ 5，6 ］。到目前為止，氨基磺酸系高效減水劑確切的分子結(jié)構(gòu)不是很清楚。
      氨基磺酸鹽高效減水劑屬于芳香烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)主鏈上含有大量的磺酸基（－SO3H）、氨基(－NH2)、烴基(－OH) 等親水性官能團(tuán)，其中主導(dǎo)官能團(tuán)是磺酸基（－SO3H）。憎水主鏈由苯基和亞甲基交替鏈接而成，因其分子結(jié)構(gòu)特點是長支鏈，短主鏈，其分子的極性很強(qiáng)。
　　獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)賦予氨基磺酸系高效減水劑許多不同于萘、蒽等磺酸鹽減水劑的優(yōu)良性能。親水性官能團(tuán)朝向水溶液，容易以氫鍵的形式與水分子締合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，阻止水泥顆粒之間的直接接觸，起到了潤滑作用，因此氨基磺酸鹽高效減水劑具有極強(qiáng)的分散作用和防止坍落度損失的能力。在水泥漿中，高效減水劑的有機(jī)分子長鏈在水泥微粒表面呈現(xiàn)各種吸附狀態(tài)，不同的吸附態(tài)影響混凝土的坍落度經(jīng)時變化。研究表明，由于氨基磺酸類高效減水劑是二元縮合形成，減水劑分子在水泥顆粒表面呈環(huán)狀、引線狀和齒輪狀吸附，而且ζ 電位隨著時間降低得也少，可以使水泥粒子之間的靜電斥力呈現(xiàn)立體交錯縱橫式，對水泥粒子之間的凝聚作用阻礙較大，分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性能好，因此摻量小，減水率高，坍落度經(jīng)時損失小，最適合用于水灰比小的高性能混凝土［7］。
      2 氨基磺酸系高效減水劑的合成工藝
      合成機(jī)理
　　氨基磺酸系高效減水劑的合成反應(yīng)過程分兩個步驟：第一步是羥甲基化反應(yīng)。首先苯酚等活性單體與甲醛在一定pH 值和溫度條件下發(fā)生加成反應(yīng)，產(chǎn)生多種羥甲基衍生物［8，9］。甲醛的碳氧雙鍵(羰基)包含一個π 鍵和一個σ 鍵，由于氧原子的電負(fù)性大于碳原子，所以碳氧之間的電子云偏向氧，羰基氧帶部分負(fù)電，羰基碳帶部分正電。帶負(fù)電的氧比帶正電的碳穩(wěn)定，因此在雙鍵處容易發(fā)生加成反應(yīng)。甲醛分子中的羰基直接與兩個氫原子相連，這一結(jié)構(gòu)上的特點決定它的化學(xué)性質(zhì)比其他醛活潑。
　　反應(yīng)分兩步進(jìn)行，首先是帶負(fù)電荷的原子或原子團(tuán)加成到帶正電荷的羰基碳上，后帶正電荷的原子或原子團(tuán)加成到碳基氧原子上，生成一羥甲基苯酚。決定反應(yīng)速度的是第一步反應(yīng)。如果甲醛量足夠多，甲醛會繼續(xù)進(jìn)攻一羥甲基苯酚的另一個鄰位，生成二羥甲基苯酚。
　　甲醛與對氨基苯磺酸鈉的加成反應(yīng)是由于甲醛對對氨基苯磺酸鈉的親電進(jìn)攻而引起的。對于對氨基苯磺酸鈉而言，其苯環(huán)上已經(jīng)有兩個定位基：－NH2 與－SO3Na，其中－NH2是給出電子的定位基，使得苯環(huán)電子云密度增加，還發(fā)生超共軛現(xiàn)象，這使其鄰、對位碳原子活潑；而－SO3Na是吸電子取代基，使苯環(huán)上電子云密度下降，誘導(dǎo)效應(yīng)使其鄰、對位上電子云密度下降程度大于間位。綜合作用下，－NH2的鄰、對位的碳原子最為活潑，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，甲醛上帶正電的羰基碳借助－NH2 的鄰位上碳原子提供的電子對形成碳－碳鍵，發(fā)生羥甲基化反應(yīng)生成一羥甲基對氨基苯磺酸鈉。如果甲醛量足夠多，甲醛會繼續(xù)進(jìn)攻一羥甲基對氨基苯磺酸鈉的另一個鄰位，生成二羥甲基對氨基苯磺酸鈉［14］。
　　在氨基磺酸鹽高效減水劑合成過程中影響其分散性能的主要因素包括減水劑分子量、磺酸基含量和pH 值等［15］ 。因此合成反應(yīng)第二步是在控制好反應(yīng)條件包括酸堿度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間的前提下，使多種羥甲基衍生物按照分子設(shè)計的目標(biāo)發(fā)生縮合反應(yīng)，達(dá)到理想的分子聚合度，縮合反應(yīng)生成的減水劑可能的分子結(jié)構(gòu)如圖2 所示。