硫酸钡(Barium Sulfate)是一种白色无定型粉体材料,可作为填充剂应用于涂料、油墨、造纸、塑料、橡胶、医药、陶瓷等行业。纳米级硫酸钡有许多优异特性,比如光学性能优异、吸附性良好、抗老化能力强、稳定性好。但是纳米硫酸钡由于粒径小,比表面积大,内聚能高,在干燥过程中易团聚、结块,在很多应用领域受到了限制。国外已开发出粒径小、粒度分布窄且分散性良好的高档次纳米硫酸钡分别用于搪瓷等釉面材料、印像纸等表面涂布剂、改性塑料等行业,其市场售价比普通硫酸钡售价高很多。国内学者围绕怎样制得颗粒粒度小、分布窄、不结块的纳米硫酸钡开展了研究,有了一定的进展,但实现工业装置规模的报道较少。本论文以氯化钡和硫酸钠为原料,利用中试规模撞击流反应器装置,探讨了反应器结构、反应温度、反应物浓度、进料速度等条件对硫酸钡粒径和形貌的影响。结果表明:在室温条件下,撞击流反应器特征尺寸为5mm,反应物浓度为1.2mol/L,反应物进料流速为10.34m/s,两股反应物撞击角度为90°时,得到粒径为26.76nm的球状纳米硫酸钡。本论文采用工业用管线式乳化机对纳米硫酸钡进行了湿法表面改性,探讨了乳化机转速、硫酸钡粒径、改性时间、改性剂用量等条件对纳米硫酸钡分散性和活化度的影响。其结果为:管线式乳化机湿法表面改性纳米硫酸钡适用于工业化生产;乳化机转速为2900rpm,改性时间为15min,改性温度为65℃,改性剂用量为5%时,可以得到粒径为26.76 nm、活化度为99.88%、分散性好的粉末状疏水性纳米硫酸钡。本论文针对纳米硫酸钡粒径小、比表面积大、易团聚等特点,通过添加分散剂和超声等手段,研究了悬浮液的稳定性,优化了悬浮液产品的稳定性条件。结果表明:当水或二甲基亚砜为液体介质,pH分别为10和7,分散剂均为聚丙烯酸钠,超声时间均为15min时纳米硫酸钡的沉降高度由11cm分别沉降为8.9cm和9.7cm,粒径为61.79nm和89.4nm,电位为-38.6mv和22.3mv,达到了较好的稳定效果。