硫酸鈣晶須的表面改性研究.pdf

1、硫酸鈣晶須，作為一種新型高檔功能型晶須填料，在塑料、橡膠、聚氨酯、摩擦材料、過(guò)濾材料、輕質(zhì)建材、隔熱材料和涂料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但其具有巨大的比表面積和很高的表面能，本身處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，且表面呈強(qiáng)極性，親水疏油，與有機(jī)基體相容性差，導(dǎo)致復(fù)合材料的某些性能下降。因此，除了具有一定的直徑和長(zhǎng)度之外，還必須對(duì)硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性，以調(diào)節(jié)疏水性，降低表面能，增強(qiáng)與有機(jī)基體的相容性，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代新材料、新技術(shù)的要求。硫酸鈣晶須的表

2、面改性工藝有濕法改性和干法改性?xún)煞N。本文首先采用幾種表面改性劑對(duì)硫酸鈣晶須分別進(jìn)行干法和濕法改性試驗(yàn)，然后從中找出兩種改性效果較好的硼酸酯表面活性劑SBW-181和硬脂酸對(duì)硫酸鈣晶須再分別進(jìn)行單因素條件改性試驗(yàn)。改性硫酸鈣晶須產(chǎn)品采用活化指數(shù)、接觸角、掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)衍射和紅外光譜分析進(jìn)行表征。 硼酸酯表面活性劑SBW-181改性硫酸鈣晶須采用干法改性工藝。試驗(yàn)系統(tǒng)研究了改性劑用量、改性溫度、改性時(shí)間和攪拌速率等工藝因素對(duì)

3、自制硫酸鈣晶須表面改性的影響，獲得的最佳工藝條件為改性劑用量4％，改性溫度100℃，改性時(shí)間8min，攪拌速率650r/min。在最佳工藝條件下，改性產(chǎn)品的活化指數(shù)為0.996，接觸角為103.4度。硬脂酸改性硫酸鈣晶須采用濕法改性工藝。試驗(yàn)系統(tǒng)研究了改性劑用量、初始料漿濃度、改性溫度、改性時(shí)間、攪拌速率、烘干溫度、烘干時(shí)間等工藝因素對(duì)自制硫酸鈣晶須表面改性的影響，獲得的最佳工藝條件為改性劑用量4％，初始料漿濃度13％，改性溫度90℃，

4、改性時(shí)間20min，攪拌速率2000r/min，烘干溫度100℃，烘干時(shí)間1h。在最佳工藝條件下，改性產(chǎn)品的活化指數(shù)為1.00，接觸角為123.6度。 通過(guò)對(duì)硼酸酯表面活性劑SBW-181、硬脂酸、未改性以及洗滌改性硫酸鈣晶須的紅外光譜分析可知，硼酸酯表面活性劑SBW-181和硬脂酸在硫酸鈣晶須表面均既發(fā)生了化學(xué)吸附(兩者之間形成了化學(xué)鍵)，又發(fā)生了物理吸附，以化學(xué)吸附為主，并建立了這兩種表面改性劑與硫酸鈣晶須的作用模型。