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《郑州大学》 2010年
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纳米CaCO_3在水中的分散及一种超分散剂的制备

李小芳  
【摘要】: 纳米CaCO3作为一种重要的功能材料,已在纸张、塑料、油墨、橡胶、涂料等行业得到了较广泛的应用。但由于纳米CaCO3具有较大的比表面积和较高的表面能,颗粒极易发生团聚,严重制约了纳米CaCO3产业的发展。故寻找合适的分散剂来较好地分散纳米CaCO3,使其粒径稳定在纳米级,是纳米CaCO3获得广泛应用所要解决的最关键的技术问题。 论文采用十二烷基苯磺酸钠SDBS、聚丙烯酸钠PAANa,山东泰和TH-904和美国罗门哈斯B-02等四种分散剂分别对52%(wt)纳米CaCO3浆体进行分散,通过重力沉降、细度和粘度的表征,考察了分散剂用量、分散方法及pH值的影响,分别得到较佳的分散工艺条件。通过对比发现分散剂TH-904对纳米CaCO3浆液的分散稳定性最优,利用该分散剂所制得的纳米CaCO3浆液粘度低至28mPa·S。 论文根据纳米CaCO3的表面性质和超分散剂的作用机理等因素,选用丙烯酸、马来酸酐和甲基丙磺酸钠为单体,通过水溶液聚合制得了一种超分散剂。通过正交实验和单因素实验优化得到制备该分散剂的较佳配比工艺:单体质量配比为AA:MAn:SMAS=10:2.5:4,去离子水占三种单体总质量的120%,引发剂占三种单体总质量的10%。 经测定,所制得超分散剂的分子量为3091。利用该分散剂所获得的52%(wt)纳米CaCO3浆液沉降分布均匀,粘度低至13.1mPa·s,静置一个月无明显变化。通过IR和SEM对添加分散剂前后的纳米CaCO3进行表征,发现自制分散剂已较好的吸附于纳米CaCO3,而且分散后的纳米CaCO3颗粒边界清晰硬团聚少。结果表明自制超分散剂对纳米CaCO3具有良好的分散效果,可应用于高固含量纳米CaCO3浆液的制备。
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