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非离子表面活性剂斯潘80对电气石有很好的改性效果

时间:2017-2-17

最新学术发表,电气石粉末在有机高分子中不易分散,而非离子表面活性剂斯潘80对电气石有很好的改性效果。

电气石关注度高,应用范围广:电气石作为环境友好型矿物一直备受国内外学者关注,由于电气石具有释放负离子、发射远红外线、抗菌、防霉、杀虫、除臭等功能,被广泛应用于环保、医疗保健、建筑以及功能性纺织品等领域。

电气石问题:

电气石超细粉体具有较大的表面能,团聚现象严重。由于极性差异的缘故,电气石粉体不易在有机高分子中稳定分散。这些问题严重影响了电气石/聚合物复合材料的综合性能。


为了解决这些问题,需要对电气石粉体进行表面有机化改性,使其表面呈现疏水特性,由此提高电气石粉体与聚合物基体的相容性和分散稳定性。

解决方法:

在汲取国内外对电气石改性研究方面先进成果的基础上,研究发现电气石有机表面改性的方法和条件,制备了多种改性电气石,系统研究了有机表面改性对电气石性能和结构的影响,并采用XRD、IR、SEM、DTA等手段对改性电气石进行了表征。

以月桂酰氯作为改性剂,通过对电气石粉体表面有机化改性反应的探讨,得出了优化的工艺条件。改性后电气石粉体的接触角超过120°,活化指数达96%。月桂酰氯与电气石粉体表面发生酯交换反应,且表面的有机化改性没有影响到电气石本身的晶体结构,并且提高了干燥状态下粉体的分散性。 采用非离子表面活性剂斯潘80对电气石粉体进行表面改性,并对工艺条件进行优化。

改性后的电气石具有更好的效果:

改性后接触角达107.3°,显示了较强的疏水性能。分析表明,斯潘80与电气石表面的羟基发生了化学反应生成了酯基而引入长链的烃链。反应没有影响其内部晶体结构,改性后的电气石粉体团聚现象有所改善。 采用硬脂酸钠作为改性剂,对电气石粉体进行改性,并优化了改性的工艺条件。结果表明,硬脂酸钠与电气石粉体表面发生酯化反应,表面的有机化修饰没有破坏电气石本身的晶体结构,且提高了干燥状态下粉体的分散性。 将月桂酰氯改性后的电气石粉体与聚乙烯制备成复合材料,并用扫描电镜进行表征,结果表明,改性后电气石粉体在聚乙烯基体中显示了很好的分散性。