收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

疏水型纳米白炭黑的制备及表征

张秋  
【摘要】: 现代高新技术的发展不仅对材料的化学组成提出了要求,而且对材料的形态有严格的规定。高纯、超细纳米材料的研制、生产及应用开发是现代高科技领域的一个重要组成部分。纳米白炭黑又名水合二氧化硅,作为纳米材料的一员,具有高纯度、低密度、高比表面积、分散好、光学性质和机械性能优良等优点,应用十分广泛,已逐渐成为重要的无机纳米材料。因此对纳米白炭黑的制备方法作进一步的探讨,有着十分重要的经济意义和现实意义。 本文以廉价的水玻璃为原料,采用硫酸液相沉淀法制备白炭黑。系统研究了制备过程中水玻璃浓度、反应温度、搅拌速度、H_2SO_4浓度、分散剂Na2SO4用量、溶剂洗涤等因素对白炭黑制备及性质的影响,优化制备方案,并对优化方案下的白炭黑的结构、粒径、表观物理性质进行了表征。 制备出的絮状纳米白炭黑,经FT-IR及XRD分析,结果表明制品为无定形非晶态二氧化硅。由TEM分析可知,白炭黑一次粒子呈近似球形,粒径在30~50nm左右,粒子之间有接触,聚集体之间连接起来形成附聚体呈链枝结构,同时经粒径分布仪测定粉末的团聚体平均粒径在416.3nm左右。 但是由于普通纳米白炭黑粉体为亲水型无机化合物,表面有亲水性较强的羟基,呈现碱性,在制备过程中极易团聚,且其亲水疏油的性质使得白炭黑与无机高聚物的亲和性差,使得其在高聚物内部分布的不均匀,从而造成材料间界面的缺陷。为了减少白炭黑在制备过程中的团聚及提高其与复合材料的亲和性能,本文还探讨了制备疏水性白炭黑的实验研究: 1.通过在溶液体系中加入表面活性剂(PEG6000),控制其发生沉淀反应的微环境,使得生成的沉淀颗粒被包裹起来,保持颗粒的分散性,有效地降低了颗粒的团聚。在表面活性剂(PEG6000)用量为2%时,产品一次粒径为20~45nm,团聚体的平均粒径为333.7nm,粒径分布窄,DBP吸着率达2.85ml·g~(-1)。 2.采用“一步法”,即在沉淀反应后期直接往溶液中加入硅烷偶联剂KH570,改变纳米白炭黑表面极性,使其由亲水性转变为疏水性,从而具有与非极性的基体材料更好的相容性。试验中发现在改性剂用量为2%、改性反应时间为1.5h、溶液pH值为4.76时,改性效果最好,此时产品的活化指数为100%,一次粒径为20~45nm,团聚体平均粒径为264.8nm,产品粒径分布更窄,DBP吸着率为2.96ml·g~(-1)。 3.经XRD分析可以看出,加入表面活性剂(PEG6000)、硅烷偶联剂(KH570)后对产品晶型没有影响,产品还是无定形的非晶体结构。 4.FT-IR、TG等表征进一步表明表面活性剂(PEG6000)、硅烷偶联剂(KH570)是通过化学键键合到白炭黑表面,而不是简单的物理吸附;TEM电镜照片显示经表面活性剂(PEG6000)及硅烷偶联剂(KH570)改性后,产品的团聚现象明显改善,改性效果明显。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐忠;橡胶制品专用炭黑生产线建成投产[J];橡胶工业;2001年06期
2 涂学忠;;炭黑需求量增长强劲[J];橡胶工业;2006年11期
3 孙怀起,田丽焕,马捷林;炭黑生产中余热综合利用的若干问题[J];天津化工;2003年06期
4 国艺;;博奥公司新建8万t炭黑生产线投产[J];橡胶科技市场;2010年03期
5 郭隽奎;印度博拉集团加紧扩张[J];橡胶科技市场;2005年11期
6 刘杰;;炭黑[J];辽宁化工;1990年01期
7 马晓;;卡博特关闭维吉尼亚州西部的炭黑工厂[J];轮胎工业;2008年01期
8 ;炭黑与汽车发展共兴衰[J];有机硅氟资讯;2003年01期
9 郭隽奎;;美国炭黑生产能力近200万吨[J];橡胶科技市场;2003年04期
10 扬子江;;日本炭黑价格大幅上扬[J];世界橡胶工业;2008年09期
11 清风;;山西宏特年产3万t炭黑装置试运行[J];橡胶科技市场;2010年24期
12 丁丽萍;;我国炭黑产品市场需求预测及技改建议[J];橡胶科技市场;2003年10期
13 张哲贤;;2003年炭黑行业运行状况与重要技术经济进展[J];橡胶科技市场;2004年04期
14 ;2003年炭黑需求量预测[J];有机硅氟资讯;2003年08期
15 钱伯章;;世界炭黑的产能和需求分析[J];橡胶科技市场;2006年14期
16 陈新中;陈文星;;改善N660炭黑在丁基内胎胶料中适用性探讨[J];中国橡胶;2008年16期
17 郭毅;;河南天源焦化实业公司的年产3万t炭黑项目[J];橡胶科技市场;2010年04期
18 郑宁来;扬子石化公司将建80kt/a炭黑生产装置[J];石油炼制与化工;2002年01期
19 赵斌;王育红;;焦炉煤气作燃料在湿法造粒炭黑生产的应用[J];煤气与热力;2007年08期
20 张哲贤;;中国橡胶工业2007年运行状况及2008年展望㈤[J];中国橡胶;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王欣;张潞;杜书田;邢海涛;李万庆;;炭黑工业清洁生产新技术的应用[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
2 许斌;吴碧英;王薇;任玉明;刘锐剑;;煤沥青市场供应和价格波动的影响因素分析[A];第20届炭—石墨材料学术会论文集[C];2006年
3 ;防水涂料市场小 行业潜藏大商机[A];全国第十二次防水材料技术交流大会论文集[C];2010年
4 陈美;敖宁建;陈鹰;屈菊兰;王晨;周慧玲;钱红莲;;防老化体系处理的粘土胶光氧老化的结构与性能研究[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 岳丹松;万吨级炭黑生产线控制系统的应用研究[D];青岛科技大学;2005年
2 陈志勋;黑猫股份核心竞争力培育和提升的研究[D];南昌大学;2012年
3 顾振杰;炭黑生产新工艺安全分析与评价[D];华东理工大学;2014年
4 温乐明;混凝土组成对材料力学和热学性能的影响[D];济南大学;2013年
5 张海斌;焦炭企业整合的清洁生产与循环经济分析研究[D];西北大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杜刚 徐立锐;新和单位炭黑生产项目奠基[N];新疆日报(汉);2011年
2 记者 吴艳荣;旭阳联手全球最大炭黑生产企业[N];河北日报;2011年
3 实习记者 张莹莹;黑猫股份 邯郸炭黑生产基地投产[N];证券时报;2011年
4 记者 曲京佳;旭阳集团美国卡博特联手组建炭黑公司[N];中国化工报;2011年
5 罗涟浩 张如新 郭铭豪;“德泰化学”破解炭黑生产世界性难题[N];宁波日报;2010年
6 记者 周建越;央企加速聚集高新区[N];苏州日报;2010年
7 华红;炭黑生产新技术通过验收[N];中国环境报;2006年
8 冯嘉雪;全球单产能力最大的炭黑生产线落户天津[N];中国工业报;2004年
9 记者 孟德贺;全球最大炭黑生产基地在津建成[N];中国化工报;2006年
10 陈文星 丁丽萍;炭黑业低碳发展再辟新径[N];中国化工报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978