纳米SiO<,2>粒子在水性介质中的分散稳定性研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gchongyuan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳米SiO2是无定型白色粉末(指其团聚体),表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基,其分子状态呈三维网状结构。这种特殊的结构使纳米SiO2颗粒在光、电、磁等方面呈现出一些特殊的性能。这些特殊的性能使纳米SiO2颗粒在微电子器件、功能陶瓷、涂料、生物医学材料等行业中得到了广泛应用。近年来,新型陶瓷、铜版纸和水性涂料的发展对纳米颗粒在水中分散性的要求日益提高,在这些生产和加工工艺中,纳米SiO2颗粒能否在水性介质中稳定分散将会影响产品的最终质量。因此,研究合适的分散剂和分散方法以保证纳米SiO2颗粒在水溶液中的分散性是十分必要的。 本文在对纳米颗粒在液相介质中分散的三个过程(润湿过程、破碎过程、稳定化过程)分析的基础上,结合纳米颗粒分散稳定的三大理论(DLVO理论、空间位阻稳定理论、空位稳定理论),根据纳米SiO2和水性介质的特点,选择了九水合硅酸钠和聚丙烯酰胺作为分散剂;选择砂磨、分散、搅拌多用机为分散设备;选择静态沉降法来表征纳米颗粒的分散稳定性;利用激光粒度分析仪测试纳米颗粒的粒度分布,用红外光谱仪对分散剂在颗粒表面的吸附状态进行鉴定。 利用电泳仪测得纳米SiO2颗粒的等电点在3.4左右,纳米SiO2颗粒表面存在着三种基团:-SiOH2+,-SiOH,-SiO-,它们浓度的大小取决于溶液的pH值,随着溶液pH值的减小,固体表面的-SiOH2+浓度增大,从而相应地增加了纳米SiO2颗粒与聚丙烯酰胺形成氢键的几率,促进聚丙烯酰胺在纳米SiO2颗粒表面的吸附。 采用高速研磨的方式,能够使聚丙烯酰胺充分地吸附到纳米颗粒表面,形成比较均匀的纳米颗粒悬浮液。 聚丙烯酰胺能够改变固体颗粒表面的状态,降低固液界面能,它的长分子链可以提供空间位阻屏蔽,有效阻碍纳米颗粒的团聚,促进纳米颗粒在水性介质中的分散。但是,如果体系中聚丙烯酰胺的加入量过大而达到过饱和,伸向溶液中的高分子链会相互纠缠在一起,造成颗粒团聚,从而引起纳米颗粒分散稳定性的降低。 九水合硅酸钠能够提高颗粒间的ξ电位,而且,随着硅酸钠电解质浓度的增加,ξ电位升高,由颗粒的双电层产生的斥力增大,从而促进颗粒的分散,但是,如果体系中电解质的含量过高,过多的电解质会游离在液相中,增加粒子强度,压缩双电层使双电层的电位下降,引起粒子的团聚,从而降低纳米颗粒的分散稳定性。 九水合硅酸钠和聚丙烯酰胺结合起来使用可以发挥协同效应,同时起到静电位阻作用和空间位阻作用,与单纯地使用硅酸钠或聚丙烯酰胺相比,可以显著改善纳米SiO2颗粒在水溶液中的分散稳定性。 当九水合硅酸钠和聚丙烯酰胺这两种分散剂的添加量相同时,先添加九水合硅酸钠后添加聚丙烯酰胺,与先添加聚丙烯酰胺后添加九水合硅酸钠相比,纳米颗粒的分散稳定性有所提高。
其他文献
某新型塑壳式断路器是具有当代国际先进水平的剩余电流保护断路器,广泛应用于低压配电系统、电力系统以及船舶、航空、航天等国民经济领域,甚至亦应用在国家重点军事工程。该新型断路器除了具有过载、短路保护等功能外,还能保护人身安全和防止电气火灾。故对其可靠性研究不单有着较好的市场前景,而且有着良好的社会价值。本文对某新型断路器可靠性理论进行了深入研究。根据某新型塑壳式断路器的工作特点,对其操作机构、热磁脱扣
地震快、慢横波传播的时差及振幅随裂隙(缝)方位的变化(AVA)曲线能反映垂直定向裂缝介质(EDA)的性质、裂缝密度及走向,对多波地震资料的处理、解释有重要意义。因受观测条件限
农用地分等是土地评价的一个重要组成部分,与土地潜力评价、适宜性评价、土地经济评价、土地可持续评价等密切相关。它是实现合理利用耕地、保护有限的耕地资源的重要手段。农
随着我国铁路运输事业的迅速发展,特别是铁路经过六次大提速,铁路运输的线路规模不断扩大,客货运输车辆的运行速度、密集程度不断加大,对铁路事故应急救援工作提出了更高的要
地质灾害的发生影响着人们的生产和生活,给社会造成了巨大的经济损失,因此有必要对灾害进行调查、分析、预测和防治。本文阐述了利用遥感技术对太原西山煤田区域崩塌、滑坡、泥
机床作为装备制造业的基础单元,量大面广,耗能巨大。随着环境和能源问题的日益严峻,机床能耗问题受到了国际社会的广泛关注。针对数控机床高能耗、低能量效率的特点,分析数控
目前,测控领域普遍使用的嵌入式微处理器加传统前后台程序设计的开发模式,已越来越不能满足测控系统复杂的应用要求。嵌入式操作系统正是为了满足日益复杂的嵌入式系统设计而产
现阶段工业喷涂机器人主要是以串联机器人为主,其有工作空间大等优点,但由于其电机安装在关节部位,在运动时会产生较大的转动惯量,降低其动力学性能;串联关节处的累计的误差也
我国绝大部分油区的油井分布比较复杂,数量多、范围广且分布零散。油井的原始生产管理方法不但受天气和距离的限制,也必然增加工人劳动强度,并且影响设备监控与采油数据的实时性