论文部分内容阅读
本文以微米级天然重晶石粉体为原料,采用新型湿法研磨加工技术,制得纳米级重晶石粉体;采用X射线衍射仪(XRD),透射电镜(TEM)、激光粒度仪,自动吸附仪等对纳米重晶石粉体进行表征,并研究了纳米重晶石亲油化改性方法。
分别选用钛酸酯偶联剂CT-201和硅烷偶联剂KH550对纳米重晶石粉体进行表面改性处理,结果表明,硅烷偶联剂改性效果明显,当硅烷偶联剂的用量为纳米重晶石粉体质量的5%时,改性粉体的活化度达到50%。但是其在纳米重晶石表面为不稳定的物理吸附,经索氏抽提后,改性粉体亲油性消失。
选用阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)作为改性剂,对纳米重晶石粉体进行亲油化改性处理。研究结果表明,粉体经改性后,大部分DTAB吸附到纳米重晶石表面,使纳米重晶石粉体表面由亲水性转变为疏水性,并且在一定程度上提高了纳米重晶石粉体与液体石蜡油的相容性。
采用创新技术建立氧化铝水合物中间层作为纳米重晶石粉体有机包覆改性的过渡层,然后采用阴离子表面活性剂硬脂酸钠对纳米重晶石粉体进行亲油化改性。通过测定粉体接触角、活化度等,研究了多种因素对纳米重晶石粉体亲油化改性效果的影响。采用:XPS、FT-IR、Zeta电位测试和TG-DTA等分析手段研究了不同阶段包覆物质的形态,初步结果为:铝在纳米重晶石粉体表面的存在形态可能为氢氧化铝、AIO(OH)和无定形水凝胶并存;2.2%的硬脂酸钠以物理吸附形式吸附在氧化铝水合物/纳米重晶石的表面,而2.7%的硬脂酸钠发生化学反应生成硬脂酸铝沉积在纳米重晶石表面。研究中还对改性纳米重晶石粉体在液体石蜡油中的分散性进行了定性和定量分析。结果表明,当氧化铝理论包覆量为3%、硬脂酸钠理论包覆量为5%时,纳米重晶石改性粒子在液体石蜡油中分散性最好。
为了验证改性后纳米重晶石作为无机功能填料对高分子PVC的改性效果,本文分别选用三种不同的纳米重晶石(①未改性纳米重晶石;②硅烷偶联剂改性纳米重晶石;③氧化铝水合物一阴离子表面活性剂复合包覆纳米重晶石)填充到PVC基体中,研究PVC/纳米重晶石复合体系的力学性能及形态结构。研究结果表明,表面未处理的纳米重晶石增韧PVC的效果不明显,硅烷改性纳米重晶石可以对PVC基体起一定的补强作用,而纳米重晶石经过复合包覆之后对PVC基体具有显著的增韧补强作用,增韧PVC时纳米重晶石最佳添加量为1%。此时,纳米粒子在PVC基体中分散良好,其冲击断面呈现明显的韧性断裂特征。