水性印墨及涂料中广泛应用的着色剂—炭黑需要在水中具有优良的分散稳定性,由于炭黑特殊的结构和其表面化学性质,在使用过程中存在易凝聚,难分散的问题。 本文在深入分析和讨论国内外有关炭黑表面化学改性方法的基础上,提出经羟甲基化,再利用对苯酚磺酸(p-PS)和低聚对苯酚磺酸(SPF)上羟基邻位的活泼氢与羟甲基的反应活性,探索了炭黑粒子表面导入亲水性基团的表面化学改性方法。 研究了反应时间、反应溶剂、催化剂对反应的影响,并利用TG、FTIR、TEM、分散稳定性实验等手段考察了改性炭黑的有关性能。结果表明,未经改性的炭黑在水中5min即会完全沉降;p—PS改性炭黑,自然沉降15天后,分散液透光率从1.5%增加到11.4%;接枝率为20%的SPF改性炭黑,分散液透光率从48.2%变为72.2%。说明本文的改性方法可以显著提高炭黑在水中的分散稳定性。 本文还研究了炭黑的液相氧化改性,分别以浓硝酸和过氧化氢作为氧化剂对炭黑进行处理,讨论了氧化时间及氧化温度对氧化程度的影响。利用炭黑表面酸性基团对铁离子的吸附性,制备了一种铁/炭黑复合粒子。XRD、EDS、和TEM分析证明,铁/炭黑复合材料中无定形氧化铁在炭黑表面的含量可达40%,且分散均匀。