二氧化钛的改性工艺条件研究
论文对二氧化钛(TiO2)进行湿法表面改性，以改性后TiO2样品的吸油值和遮盖力为考察指标，针对颜料用和造纸用TiO2的表面性质要求，分别筛选并确定了较适宜的改性剂，并分别对其改性工艺条件进行了优化;以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性后TiO2为单体，苯乙烯为载体，通过细乳液聚合法制备了TiO2/PS复合材料。实验结果表明: (1)以OTAC为表面改性剂对TiO2进行表面改性，制备出了有机相容性较好的改性TiO2样品。通过单因素条件实验和正交实验确定了较适宜的表面改性工艺条件为:改性温度50℃、改性时间105 min、OTAC用量4％wt、反应体系pH值7。经此条件下所制备的改性TiO2样品平均吸油值由未改性前的22.00％降低至13.28％，亲油性得到明显提高。改性后TiO2样品的水萃取液电阻率由未改性前35Ω·m提高到78Ω·m，水悬浮液pH值为7.69，分别满足TiO2颜料技术指标（水萃取液电阻率≥50Ω·m、水悬浮液pH值在7～8之间）的要求。红外分析表明十八烷基三甲基氯化铵成功包覆在TiO2表面;XRD和粒度分析显示，与未改性的TiO2相比，改性后TiO2的晶型未发生明显变化，微观粒度略有增大;扫描电镜观察分析改性后TiO2团聚减少，分散性得到明显改善。 (2)以聚乙二醇20000(PEG20000)为表面改性剂对TiO2进行表面改性，制备出了高遮盖力的改性TiO2样品，通过单因素条件实验和正交实验确定了较适宜的表面改性工艺条件为:改性温度55℃，改性时间75 min，PEG20000用量2％wt，反应体系pH值8。经此条件下所制备的改性TiO2样品平均遮盖力值由未改性前的32.00 g/m2下降至17.81 g/m2，改性后的TiO2遮盖力明显提高。 (3)以OTAC表面改性后的TiO2为单体，苯乙烯为载体，采用细乳液聚合的方法，制备了TiO2/PS复合微球。当改性TiO2用量为4％wt（以单体占油相比例为基准），苯乙烯浓度为40％wt（以整个体系为基准），乳化剂浓度为11.56mmol·L-1（以水相体系为基准）时，超声细乳化20 min后，采用细乳液聚合法制得的TiO2/PS复合微球分散较好，粒度分布较为均匀，平均直径为50～70 nm，扫描电镜观察发现微球表面规整度较好。
复合材料;二氧化钛;聚苯乙烯;乳液聚合法;湿法改性;工艺条件;吸油值;遮盖力
合肥工业大学
硕士
化学工艺
杨保俊
2016
中文
TB332
60
2016-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）