对于聚羧酸减水剂的合成，分子结构的设计是至关重要的，其中包括分子中主链基团、侧链密度以及侧链长度等。合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合后功能化法和单体直接共聚法。
1、原位聚合接枝法
以聚醚作为不饱和单体聚合反应的介质，使主链聚合以及侧链的引入同时进行，工艺简单，而且所合成的减水剂分子质量能得到一定的控制，但这种方法涉及的酯化反应为可逆反应，在水溶液中进行导致接枝率比较低，已经逐渐被淘汰E14]。
2、先聚合后功能化法
这种方法主要是先合成减水剂主链，再以其他方法将侧链引入进行功能化，这个方法操作难度较大，减水剂分子结构不灵活，使得这种方法的使用得到了较大的限制。
3、单体直接共聚法
这种方法是先制备出活性大单体，然后在水溶液中将小单体和大单体在引发剂的引发下进行共聚反应。随着大单体的合成工艺日益成熟且种类越来越多，这种合成方法已经是现阶段聚羧酸减水剂合成的最常用方法。
萘系减水剂是1962年日本的服部健一博士发明的一种混凝土添加剂，在混凝土中添加萘系减水剂不仅能够使混凝土的强度提高，而且还能改善其多种性能，如抗磨损性、抗腐蚀性、抗渗透性等，因此，萘系减水剂广泛应用于公路、桥梁、隧道、码头、民用建筑等行业。
聚羧酸系高性能减水剂是世界上较前沿、科技含量较高、应用前景好、综合性能优的一种混凝土减水剂。聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品。经与国内外同类产品性能比较表明，聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比方面都达到了当今国际先进水平。
聚羧酸性能特点
1、掺量低、减水率高，减水率可高达45%；
2、坍落度经时损失小，预拌混凝土坍落度损失率1h小于5%，2h小于10%；
3、增强效果显著，砼3d抗压强度提高50～110%，28d抗压强度提高40～80%，90d抗压强度提高30～60%；
4、混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。用于配制高标号混凝土时，混凝土粘聚性好且易于搅拌；
5、含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻耐久性好；
6、能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；
7、适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好，与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性差的问题；
8、低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性；
9、碱含量极低，碱含量≤0.2%，可有效地防止碱骨料反应的发生
10、产品稳定性好，长期储存无分层、沉淀现象发生，低温时无结晶析出；
11、产品绿色环保，不含甲醛，为环境友好型产品；
12、经济效益好，工程综合造价低于使用其它类型产品，同强度条件下可节省水泥15-25%。
发展
聚羧酸系高性能减水剂于20世纪80年代中期由日本开发，1985年开始应用于混凝土工程，90年代在混凝土工程中大量使用。1998年底日本聚羧酸系产品已占所有高性能减水剂产品总数的6010以上，其用量更是占到高性能减水剂的9010。北美和欧洲各国近几年在聚羧酸系高效减水剂产品方面也推出了一系列产品。
我国外加剂的起步较国外稍晚，但是发展迅速，2006年以来，在高速铁路建设的带动下，聚羧酸系高性能减水剂也获得了快速的发展。减水剂促进了我国混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料系统中的应用，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料。
作用
分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒的水化作用，水泥颗粒表明形成双电层结构，使之形成溶剂化水膜，且水泥颗粒表面带有异性电荷使水泥颗粒间产生缔合作用，使水泥浆形成絮凝结构，使10%～30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷（通常为负电荷），形成静
电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构解体，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。 [11]
润滑作用：减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。
空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的支链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。
接枝共聚支链的缓释作用：新型的减水剂如聚羧酸减水剂在制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子
