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在现代建筑工程中，减水剂是制备高性能混凝土的关键要素。若固定水泥用量不变，使用减水剂可减少拌合用水量，使混凝土强度得到提高；若固定混凝土强度不变，可减少水泥用量，节约成本的同时可减轻对环境的污染。聚羧酸减水剂是第三代高性能减水剂，它可通过主链的静电斥力和侧链的空间位阻效应提供良好的分散作用，后者与分子的空间构型息息相关。由于聚羧酸分子结构可调控性大，本文采用多种聚合方法合成不同拓扑结构的聚羧酸系减水剂，研究不同的分子构型对聚羧酸减水剂的性能的影响。1.以N，N’二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，山梨醇（SB）和丙烯酰氯为原料酯化得到新单体山梨醇丙烯酸酯（ASB），然后与丙烯酸（AA），甲基丙烯磺酸钠（SMAS），聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯（MPA）进行自由基共聚得到目标产物。测试表明，山梨醇改性的梳型聚羧酸系减水剂成功合成，产物相较与普通梳型减水剂分散效果和分散保持性更佳。2.通过分子设计的方法，遴选出合适的结构以得到高性能的聚羧酸系减水剂。本文利用β-CD表面的多个羟基，通过缩合化反应将丙烯酰氯上的双键引入，再与AA，SMAS，MPA在水中自由基共聚，合成超支化型聚羧酸系减水剂（ACD-PC）。探索反应时间，引发剂用量，聚乙二醇链长，β-CD用量对聚羧酸减水剂性能影响，筛选出最优合成条件。在最优条件下合成的ACD-PC与目前市场上广泛使用的梳型的聚羧酸系减水剂相比，表现出良好的水泥适应性和更佳的空间位阻力效应等优势，有效的提高了减水剂的水泥分散性和分散保持，能更好的满足高性能混凝土的要求。3.以三乙胺（TEA）为敷酸剂，DMF为溶剂，将2-溴代异丁酰溴（BIBB）与β-环糊精（β-CD）进行酰溴化反应，合成以β-CD为核的星型大分子引发剂。通过原子转移自由基聚合法（ATRP），以甲醇和蒸馏水为溶剂，氯化亚铜（CuCl）为催化剂，2,2’-联吡啶（2,2’-bpy）为配体，在氮气保护下引发DMAEMA活性聚合得到产物。然后以该产物为宏观大分子引发剂，以去离子水为溶剂，相同反应体系下引发丙烯酸钠(AANa)，异戊烯醇聚氧乙烯醚聚合得结构可控的减水剂。经过测试表明，成功合成各步反应产物，得到星型聚羧酸系减水剂，相较于梳型聚羧酸减水剂，水泥表面吸附量和水泥分散性都有明显提高。