复合胶凝材料与化学外加剂的相容性指混凝土拌合物能在规定时间内保持预定的工作性的能力。高性能混凝土所用胶凝材料的组分多，常易出现相容性不好的问题。对于相容性的本质目前尚不清楚，难于事先预测，制约了混凝土技术发展。混凝土流动性逐渐降低是基于胶凝材料的水化反应进行和浆体微结构形成。其中浆体溶液中的SO3和碱含量及其相对比值，它们的消耗速率，水化产物种类，浆体微结构的形成对于混凝土的工作性具有决定性的影响。本项目着重研究在外加剂存在的条件下，具有不同组成的复合胶凝材料浆体溶液中的碱、SO3含量的经时变化，以及这种变化对于胶凝材料水化速率，水化产物，浆体微结构形成的影响，从而了解复合胶凝材料与外加剂的相容性的影响因素及其变化规律；对相容性的本质作出理论解释；最终建立胶凝材料－外加剂的相容性的预测模型。研究成果可为科学选择胶凝材料组成提供理论指导，促进混凝土技术发展。 2100433B

在聚合物共混物制备完成之后，可以对组分之间的相容性进行测定和研究。测定相容性的方法有玻璃化转变温度法、红外法、电镜法、浊点法、反相色谱法等。

相容性玻璃化转变温度法

用测定共混物的玻璃化转变温度T_g，并与单一组分玻璃化温度进行对比的方法，是测定与研究共混组分相容性的最常用的方法。

一般可采用动态力学性能方法测定玻璃化转变时的力学损耗峰，作为7 的表征。共混物的7 峰与单一组分的丁8峰的关系，可以有三种基本情况，如图1所示。

部分相容的聚合物，其共混物为两相体系。聚合物对部分相容的判据，是两种聚合物的共混物具有两个T_g，且两个T_g峰较每一种聚合物自身的T_g峰更为接近。在聚合物共混体系中，最具应用价值的体系是两相体系。由于部分相容的聚合物，其共混物为两相体系，相应地，研究者对于部分相容体系也给予了更多的关注，成为研究的重点。

还有许多聚合物对是不相容的。不相容聚合物的共混物也有两个T_g峰，而且，两个T_g峰的位置与每一种聚合物自身的T_g峰是基本相同的。

除了动态力学性能测试方法外，其它可用于测定玻璃化转变温度的方法，如DSC法，也可以用来表征共混组分之间的相容性。

相容性红外光谱法

红外光谱法也可以用于共混组分的相容性研究。对于具有一定相容性的共混体系，各组分之间彼此相互作用，会使共混物的红外光谱谱带与单一组分的谱带相比，发生一定的偏移。偏移主要发生在某些基团的谱带位置上。当共混组分之间生成氢键时，偏移会更为明显。

相容性电镜法

采用电子显微镜拍摄的共混物形态照片，也可用于研究共混组分之间的相容性。一般来说，当共混组分之间相容性较好，且形成了一定厚度的界两过渡层时，在电镜上可观测到两相之间界面较为模糊。

此外，当共混工艺相同时，相容性好的共混体系其分散相粒径也较为细小。电镜法可与其它表征方法合并使用，作为相容性的辅助表征方式。

相容性浊点法

两种聚合物形成的共混物，往往不能在任意的配比和温度下实现彼此相容。有一些聚合物对，只能在一定的配比和温度范围内是完全相容（形成均相体系）的，超出此范围，就会发生相分离，变为两相体系。按照相分离温度的不同，又分为具有“低临界相容温度”（LCST）与“高临界相容温度”（UCST）两大类型，如图2所示 。

共混物的相分离温度和发生相分离的组成的关系图，被称为共混物的相图。共混物相图所表征的相分离行为,显然可以用来研究共混组分之间的相容性。

当共混物由均相体系变为两相体系时，其透光率会发生变化，这一相转变点就被称为浊点，且可以用测定浊点的方法测定出来。浊点法在对于相容性进行理论研究时，是常用的方法。

相容性反相色谱法

将反相色谱法用于研究共混体系的相容性，其方法也是测定共混组分的相分离行为。

反相色谱法以某种小分子作为"探针分子"，测定体系的保留体积（V_g）。当共混物发生相分离时，探针分子的保留机制发生变化，使得lgV_g-1/T偏离直线。在发生拐点之处，就是共混体系出现相态变化之处。对于一些折光指数相近的共混组分，无法用浊点法测定相分离行为，则可以用反相色谱法进行测定。

作为一个独立的分支学科，超分子化学正在迅速发展成为化学领域的热点之一。基于有机酸碱构筑的超分子胶凝材料，可以通过晶体工程设计的方法改变其结构和性能，使其具有类似于无机胶凝材料的机械强度，和无机胶凝材料不具备的特殊性能。该类材料加工简便，容易回收，应用领域广泛。 本项目选择能够形成丰富超分子构筑模式的氨基双膦酸和含氮杂环碱，通过超分子化学和晶体工程的方法，设计合成了未见文献报道的新型化合物36个，并从中选择、设计出一系列超分子胶凝材料，深入研究它们的结构、功能特性及潜在的应用价值。实施该项目，获得了一种具有甲醛吸附性能和甲醛/紫外光诱导荧光转换性能的超分子石膏(AEDPH3)•(BtaH) (1)，该超分子石膏具有良好的机械性能，同时能够高效地吸附和清除甲醛，并具有有趣的甲醛/紫外光诱导荧光转换行为，可以作为检测甲醛的灵敏探针；获得了一种具有湿度诱导荧光转换性能的超分子凝胶(H2PO3)2•(H3PO3)•(phenH)2•(H2O) (2)，该化合物室温下可制备为蜡状的凝胶体，是首个具有室温下水/湿度诱导荧光转换性质的材料，具有可逆储水功能，并具有高温下的热致变色性质，可以用于温度和湿度的显示测量；获得了一种具有氨气吸附和检测性能的高强度有色超分子石膏(AEDPH3)•(8-OQH)•(H2O) (3)，具有远超一般石膏的机械强度，还具有十分良好的氨气吸附性能和氨气诱导变色性质，可以用于室内环境氨气污染防治和氨气检测；构建了一种基于超分子溶胶的有机/高分子模板剂，将该超分子体系用于磷酸亚铁锂材料前驱物的制备，获得了电化学性能优越的具有微纳结构的磷酸亚铁锂正极材料，并成功将此方法用于实际生产中。 研究该项目，从理论上充分证实了有机小分子依靠氢键形成的超分子胶凝材料具有较好的机械性能，显示出新颖功能特性，为新型胶凝材料的设计和合成提供了全新的思路；从应用角度证明所合成的超分子胶凝材料体现出良好的力学性质，并具有杀菌、阻燃、气体吸附、空气污染物治理和检测等多种功能，可用于许多无机胶凝材料不适合使用的场合，是一类具有良好的应用前景的环境友好材料。 2100433B