硅表面包膜改性鈦白粉的的研究課件

1、硅表面包膜改性鈦白粉的研究導 師:答辯人:專 業(yè): 印刷工程論文框架研究目的及意義論文實驗工作內容結果及討論結論123451 研究目的及意義 鈦白粉被公認為是世界上功能性最好的白色顏料，其折光指數(shù)在已知的白色顏料中是最高的。在實際應用中，未改性的鈦白粉的分散性，耐候性等性能并不是很好，所以必須提高它的性能，雖然生產工藝的改進和調整可以使二氧化鈦缺陷的表現(xiàn)都有所降低，但依舊無法完全排除。因此，從各方面考慮與選擇，必須對制備產出的TiO2進行表面處理優(yōu)化，以提高二氧化鈦的應用性能。所以本文對鈦白粉顏料顆粒進行硅酸鈉包膜改性，探究包膜改性對其分散性的影響，為鈦白粉的應用提供相應的實驗依據(jù)。2 論文實

2、驗工作內容論文實驗工作內容主要包括以下幾方面：一、對鈦白粉進行硅包膜改性、得到改性后的鈦白粉樣品；二、光學顯微鏡2000倍倍率觀察改性鈦白粉與未改性鈦白粉在無水乙醇中的分散性；三、沉降實驗。 將改性與未改性的鈦白粉對比，觀察其在無水乙醇及去離子水中0小時、6小時、12小時的沉降現(xiàn)象；四、通過對改性后鈦白粉吸油量、遮蓋力的測量，分析四個研究因素對包膜質量的影響，確定出最佳包膜參數(shù)。2 論文實驗工作內容吸油量測量方法 把鈦白粉樣品放置于平板上，對其一邊慢慢滴加亞麻油一邊壓研，使亞麻油可以滲透進入鈦白粉固體粉末的縫隙中。重復上述步驟直到鈦白粉與亞麻油呈團塊狀，此時，開始減慢亞麻油的滴加速度，并充分研

3、磨。直至出現(xiàn)膏狀物為止，此刻所使用的亞麻油量就是吸油量。 計算： 吸油量是指每100g樣品所消耗的油的質量。遮蓋力測量 指將鈦白粉均勻的涂布在物體表面，使物體本來的顏色不能顯示的最小的使用量，單位是g/m2。 遮蓋力測定方法： 在天平上稱取黑白格板重量，用小刷沾取顏料色裝均勻縱橫交錯地涂于黑白格板上，涂刷時不允許顏料色裝在板的邊緣粘附，涂完后在日光燈下視線與板面傾斜成30度角觀察，黑白格恰好被顏料色漿遮蓋為止。將涂有顏料色漿的黑白格板稱重。 遮蓋力計算公式如下：X=m1 - m2 式中：m1：涂刷顏料色裝后黑白格板的重量（g）； m2：涂刷前黑白格板的重量（g）。2 論文實驗工作內容2.1 改

4、性包膜實驗步驟 用天平稱取15g未包膜的TiO2，加入120ml的去離子水將其溶解，將溶解的漿料攪拌均勻，加入質量為鈦白粉質量的0.5%的六偏磷酸鈉作為分散劑，使鈦白粉分散性加強，使用氫氧化鈉對其進行pH值的調節(jié)，直到達到設定的pH值范圍，用恒溫水浴鍋加熱到實驗所需的溫度，并在整個實驗過程中保持pH值范圍和溫度不變，然后滴加配置好的包膜劑硅酸鈉溶液，邊滴加邊用電動攪拌機進行攪拌，反應完成后在室溫條件下室溫靜置2個小時，然后使用抽濾機對其抽濾洗滌，再用烘干箱烘干（95），最后用研缽研磨、過篩。2 論文實驗工作內容2.2 實驗方案水平因素溫度（）時間（h）包膜劑量PH17514%7-828025%

5、8-938536%9-1049047%10-11硅酸鈉包膜改性鈦白粉實驗方案 3 結果及討論3.1 光學顯微鏡觀察樣品在無水乙醇中分散性a b圖為未改性和改性的鈦白粉在無水乙醇中光學顯微2000倍圖（a為未改性鈦白粉；b為改性鈦白粉）。 從上圖可以看出在光學顯微鏡2000倍倍率觀察下顯示未改性的鈦白粉在無水乙醇中團聚非常嚴重，改性后的鈦白粉在無水乙醇中分散性較好。3 結果及討論3.2 沉降行為表征a b圖為改性和未改性的鈦白粉在各種溶劑中經超聲震蕩后0小時的分散情況（a在去離子水中；b在無水乙醇中） 從上圖可以看出剛經過超聲震蕩的鈦白粉無論是改性還是未改性，無論是在無水乙醇還是去離子水中都可以

6、暫時分散，分散效果沒有明顯差別。 3 結果及討論改性改性未改性未改性a b圖為改性和未改性的鈦白粉在各種溶劑中經超聲震蕩后6小時的分散情況（a在去離子水中；b在無水乙醇中） 從上圖可以看出，6小時后，經改性后的鈦白粉在水中的分散性依然良好，但是未改性的鈦白粉已經出現(xiàn)明顯沉降現(xiàn)象；而經改性后的鈦白粉在無水乙醇中也出現(xiàn)不是很明顯的沉降，未改性的則沉降非常明顯。 3 結果及討論去離子水無水乙醇無水乙醇去離子水 從上圖可以看出，6小時時，經改性后的鈦白粉在去離子水中仍然分散良好，而在無水乙醇中已經明顯沉降，12小時時，水中的改性鈦白粉也開始出現(xiàn)沉降 。 a b圖為改性后的鈦白粉在各種溶劑中的分散情況（

7、a為6小時；b為12小時）3 結果及討論3.3通過吸油量及遮蓋力的測量探究各因素對包 膜質量的影響 時間 鈦白粉的吸油量隨時間增加從逐漸降低到有所上升，在包膜反應時間為3小時時吸油量的值最小，原因是從1小時到三小時隨著時間的增加鈦白粉表面的包膜越加均勻，但是當時間超過3小時后，包膜的反應基本停止，但是隨著外界的強烈攪拌，使得已經包好的膜遭到破壞，使吸油量有所回升。 3 結果及討論 圖是包膜時間對改性后鈦白粉遮蓋力的影響。從圖中的變化我們可以分析得出，鈦白粉的遮蓋力是隨著反應時間的增加而減弱的。原因就是伴隨著反應時間的增加，二氧化硅在鈦白粉表面就包裹得越致密，從而使得鈦白粉的遮蓋力受到影響而降低

8、，可見對鈦白粉進行包膜改性也是有缺點的。 3 結果及討論溫度 從圖中的變化我們可以分析得出，當溫度從75增加到80時，吸油量基本不變，這是因為在這個溫度區(qū)間，硅酸鈉對鈦白粉的包膜效果并不明顯，甚至沒有反應；當溫度從80增加到85時，吸油量急速降低，說明在85時鈦白粉的包膜質量是最好的；當溫度從85增加到90時，吸油量變化很小，說明隨著溫度升高包膜質量并沒有變化 。3 結果及討論 從圖中不難看出鈦白粉的遮蓋力是隨著溫度的增加而減小的，當溫度較低時，鈦白粉表面包覆的膜比較疏松，對鈦白粉遮蓋力的影響較小，但是隨著溫度增加鈦白粉的膜越來越致密，使得遮蓋力下降。但是在溫度從85增加到90期間，遮蓋力的變

9、化不大，是因為當溫度高于85后，鈦白粉表面的包膜狀況基本沒有變化。 3 結果及討論包膜劑量 從圖中不難看出鈦白粉吸油量隨著包膜劑量的增加而升高，這個說明在4%到7%的區(qū)間，包膜劑濃度越大對包膜反應越有利。 3 結果及討論 從圖中不難看出鈦白粉的遮蓋力隨著包膜劑量的增加而降低，原因是當包膜劑量較低的時候，改性后的鈦白粉表面包膜不連續(xù)均勻，會出現(xiàn)很多的空隙，這些空隙對光線進行多次反射后使得遮蓋力增加，但是隨著包膜劑量的增加，包膜越來越均勻，遮蓋力就減小，但是在5%到6%期間，遮蓋力變化不大，說明這期間包膜質量變化不大。3 結果及討論pH 從圖中不難看出pH在7-8之間時，鈦白粉的吸油量不斷降低，在

10、8-9時最低，在9-11區(qū)間，鈦白粉吸油量隨著pH增加而增加，這是由于在鈦白粉包膜改性的反應中，pH值對鈦白粉的分散性有很大的影響，當pH值為8-9時鈦白粉的分散性最好，故其包膜質量也最佳，吸油量自然最低。3 結果及討論 從圖中不難看出pH在7-8之間時，鈦白粉的遮蓋力不斷降低，在8-10時最低，在10-11區(qū)間，鈦白粉遮蓋力隨著pH增加而增加，這是pH通過影響鈦白粉的分散性從而影響包膜質量，即分散性越好，鈦白粉表面膜層越均勻，遮蓋力就越低。 4 結論4.1 光學顯微鏡觀察樣品在無水乙醇中分 散性 在光學顯微鏡2000倍倍率觀察下顯示未改性的鈦白粉在無水乙醇中團聚非常嚴重，改性后的鈦白粉在無水乙醇中分散性較好。4.2 沉降實驗 綜上分析可知，改