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(dǎo) 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(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容結(jié)果及討論結(jié)論123451 研究目的及意義 鈦白粉被公認(rèn)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(shí)際應(yīng)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(chǎn)工藝的改進(jìn)和調(diào)整可以使二氧化鈦缺陷的表現(xiàn)都有所降低，但依舊無(wú)法完全排除。因此，從各方面考慮與選擇，必須對(duì)制備產(chǎn)出的TiO2進(jìn)行表面處理優(yōu)化，以提高二氧化鈦的應(yīng)用性能。所以本文對(duì)鈦白粉顏料顆粒進(jìn)行硅酸鈉包膜改性，探究包膜改性對(duì)其分散性的影響，為鈦白粉的應(yīng)用提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。2 論文實(shí)

2、驗(yàn)工作內(nèi)容論文實(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容主要包括以下幾方面：一、對(duì)鈦白粉進(jìn)行硅包膜改性、得到改性后的鈦白粉樣品；二、光學(xué)顯微鏡2000倍倍率觀察改性鈦白粉與未改性鈦白粉在無(wú)水乙醇中的分散性；三、沉降實(shí)驗(yàn)。 將改性與未改性的鈦白粉對(duì)比，觀察其在無(wú)水乙醇及去離子水中0小時(shí)、6小時(shí)、12小時(shí)的沉降現(xiàn)象；四、通過(guò)對(duì)改性后鈦白粉吸油量、遮蓋力的測(cè)量，分析四個(gè)研究因素對(duì)包膜質(zhì)量的影響，確定出最佳包膜參數(shù)。2 論文實(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容吸油量測(cè)量方法 把鈦白粉樣品放置于平板上，對(duì)其一邊慢慢滴加亞麻油一邊壓研，使亞麻油可以滲透進(jìn)入鈦白粉固體粉末的縫隙中。重復(fù)上述步驟直到鈦白粉與亞麻油呈團(tuán)塊狀，此時(shí)，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(jì)算： 吸油量是指每100g樣品所消耗的油的質(zhì)量。遮蓋力測(cè)量 指將鈦白粉均勻的涂布在物體表面，使物體本來(lái)的顏色不能顯示的最小的使用量，單位是g/m2。 遮蓋力測(cè)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(cuò)地涂于黑白格板上，涂刷時(shí)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(jì)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(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容2.1 改

4、性包膜實(shí)驗(yàn)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(zhì)量為鈦白粉質(zhì)量的0.5%的六偏磷酸鈉作為分散劑，使鈦白粉分散性加強(qiáng)，使用氫氧化鈉對(duì)其進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，直到達(dá)到設(shè)定的pH值范圍，用恒溫水浴鍋加熱到實(shí)驗(yàn)所需的溫度，并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，反應(yīng)完成后在室溫條件下室溫靜置2個(gè)小時(shí)，然后使用抽濾機(jī)對(duì)其抽濾洗滌，再用烘干箱烘干（95），最后用研缽研磨、過(guò)篩。2 論文實(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容2.2 實(shí)驗(yàn)方案水平因素溫度（）時(shí)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(shí)驗(yàn)方案 3 結(jié)果及討論3.1 光學(xué)顯微鏡觀察樣品在無(wú)水乙醇中分散性a b圖為未改性和改性的鈦白粉在無(wú)水乙醇中光學(xué)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(xué)顯微鏡2000倍倍率觀察下顯示未改性的鈦白粉在無(wú)水乙醇中團(tuán)聚非常嚴(yán)重，改性后的鈦白粉在無(wú)水乙醇中分散性較好。3 結(jié)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(jīng)超聲震蕩后0小時(shí)的分散情況（a在去離子水中；b在無(wú)水乙醇中） 從上圖可以看出剛經(jīng)過(guò)超聲震蕩的鈦白粉無(wú)論是改性還是未改性，無(wú)論是在無(wú)水乙醇還是去離子水中都可以

6、暫時(shí)分散，分散效果沒有明顯差別。 3 結(jié)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(jīng)超聲震蕩后6小時(shí)的分散情況（a在去離子水中；b在無(wú)水乙醇中） 從上圖可以看出，6小時(shí)后，經(jīng)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(jīng)出現(xiàn)明顯沉降現(xiàn)象；而經(jīng)改性后的鈦白粉在無(wú)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(jié)果及討論去離子水無(wú)水乙醇無(wú)水乙醇去離子水 從上圖可以看出，6小時(shí)時(shí)，經(jīng)改性后的鈦白粉在去離子水中仍然分散良好，而在無(wú)水乙醇中已經(jīng)明顯沉降，12小時(shí)時(shí)，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(shí)；b為12小時(shí)）3 結(jié)果及討論3.3通過(guò)吸油量及遮蓋力的測(cè)量探究各因素對(duì)包 膜質(zhì)量的影響 時(shí)間 鈦白粉的吸油量隨時(shí)間增加從逐漸降低到有所上升，在包膜反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)時(shí)吸油量的值最小，原因是從1小時(shí)到三小時(shí)隨著時(shí)間的增加鈦白粉表面的包膜越加均勻，但是當(dāng)時(shí)間超過(guò)3小時(shí)后，包膜的反應(yīng)基本停止，但是隨著外界的強(qiáng)烈攪拌，使得已經(jīng)包好的膜遭到破壞，使吸油量有所回升。 3 結(jié)果及討論 圖是包膜時(shí)間對(duì)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(yīng)時(shí)間的增加而減弱的。原因就是伴隨著反應(yīng)時(shí)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(duì)鈦白粉進(jìn)行包膜改性也是有缺點(diǎn)的。 3 結(jié)果及討論溫度 從圖中的變化我們可以分析得出，當(dāng)溫度從75增加到80時(shí)，吸油量基本不變，這是因?yàn)樵谶@個(gè)溫度區(qū)間，硅酸鈉對(duì)鈦白粉的包膜效果并不明顯，甚至沒有反應(yīng)；當(dāng)溫度從80增加到85時(shí)，吸油量急速降低，說(shuō)明在85時(shí)鈦白粉的包膜質(zhì)量是最好的；當(dāng)溫度從85增加到90時(shí)，吸油量變化很小，說(shuō)明隨著溫度升高包膜質(zhì)量并沒有變化 。3 結(jié)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(dāng)溫度較低時(shí)，鈦白粉表面包覆的膜比較疏松，對(duì)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(lái)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?yàn)楫?dāng)溫度高于85后，鈦白粉表面的包膜狀況基本沒有變化。 3 結(jié)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(gè)說(shuō)明在4%到7%的區(qū)間，包膜劑濃度越大對(duì)包膜反應(yīng)越有利。 3 結(jié)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(dāng)包膜劑量較低的時(shí)候，改性后的鈦白粉表面包膜不連續(xù)均勻，會(huì)出現(xiàn)很多的空隙，這些空隙對(duì)光線進(jìn)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(lái)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(shuō)明這期間包膜質(zhì)量變化不大。3 結(jié)果及討論pH 從圖中不難看出pH在7-8之間時(shí)，鈦白粉的吸油量不斷降低，在

10、8-9時(shí)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(yīng)中，pH值對(duì)鈦白粉的分散性有很大的影響，當(dāng)pH值為8-9時(shí)鈦白粉的分散性最好，故其包膜質(zhì)量也最佳，吸油量自然最低。3 結(jié)果及討論 從圖中不難看出pH在7-8之間時(shí)，鈦白粉的遮蓋力不斷降低，在8-10時(shí)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(guò)影響鈦白粉的分散性從而影響包膜質(zhì)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(jié)論4.1 光學(xué)顯微鏡觀察樣品在無(wú)水乙醇中分 散性 在光學(xué)顯微鏡2000倍倍率觀察下顯示未改性的鈦白粉在無(wú)水乙醇中團(tuán)聚非常嚴(yán)重，改性后的鈦白粉在無(wú)水乙醇中分散性較好。4.2 沉降實(shí)驗(yàn) 綜上分析可知，改