偶联剂对纳米硫酸钡表面的改性研究.docx

偶联剂对纳米硫酸钡表面的改性研究刘玉敏，刘悦(河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018)摘要:采用湿法反应改性纳米硫酸钡，考察了改性剂种类、改性剂用量、纳米硫酸钡粒径、改性时间、改性温度以及改性转速对改性后纳米硫酸钡活化度的影响，并用红外光谱仪和热重分析仪对改性后纳米硫酸钡的包覆情况进行了表征。实验结果表明，改性剂为钛酸酯偶联剂UP－801，改性温度为80℃，改性剂用量为纳米硫酸钡质量的5%，改性时间为30min，改性转速为7000r/min，对粒径为34nm的纳米硫酸钡悬浮液进行改性，可得到活化度为95.76%的粉末状纳米硫酸钡。关键词:纳米硫酸钡;表面改性;表征中图分类号:TQ132.3+5文献标识码:A文章编号:1001－1803(2015)02－0085－05DOI:10．13218/j．cnki．csdc．2015．02．006ModificationresearchoftheeffectofcouplingagentonsurfaceofnanobariumsulfateLIUYu－min，LIUYue(CollegeofChemicalandPharmaceuticalEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang，Hebei050018，China)Abstract:Nanobariumsulfatewasmodifiedwiththewetreactionmethod．Effectsofvarietyofthemodifyingagent，dosageofthemodifyingagent，particlesizeofthenanobariumsulfate，modificationtime，modificationtemperatureandmodificationspeedontheactivationdegreeofthemodifiednanobariumsulfatewereinvestigated．Usinginfraredspectrometerandthermogravimetricanalyzer，thecoatingconditionofmodifiednanobariumsulfatewascharacterized．ExperimentalresultsshowedthatcouplingagentoforganictitanateUP－801isthesuitablemodifyingagent;modificationtemperatureis80℃;dosageofmodifyingagentis5%;themodificationtimeis30min;modifyingrotationalspeedis7000r/min．Modificationofnanobariumsulfatesuspensionwithparticalsizeof34nm，95.76%activationdegreeofthenanobariumsulfatepowdercanbeacquired．Keywords:nanobariumsulfate;surfacemodification;characterization纳米硫酸钡以其粒径小和比表面积大等优势受到人们的关注，然而正是由于其独特的优势，又带来了其表面能高和热力学不稳定等劣势。湿纳米硫酸钡表面含有大量的水，在干燥的过程中纳米硫酸钡颗粒间的非架桥羟基(－OH)转变成为醚键(－O－)，导致纳米硫酸钡产生硬团聚并严重结块，失去了纳米级的优势［1－2］。要想生产出性能优异的纳米硫酸钡，关键在于如何干燥湿纳米硫酸钡，这就需要找到合适的改性剂、改性条件和改性方法对纳米硫酸钡的表面进行改性［3－6］。另外，纳米硫酸钡作为一种无机填料加入到有机基体中时，也存在着与有机基体的相容性问题。改性剂一般分为表面活性剂、偶联剂和高分子聚合物等，改性剂通过物理或化学吸附于纳米硫酸钡表面，使改性后的纳米硫酸钡为疏水性，可使其与有机基体很好地相容。因此，纳米硫酸钡的表面改性对于纳米硫酸钡的生产和应用具有重要的意义。张晗［7］利用铝酸酯偶联剂对硫酸钡表面进行改性，但反应时间长，改性后纳米硫酸钡的活化度最高达90%。笔者利用高剪切混合乳化机代替普通搅拌器作为改性仪器，对各种水稳定性和非水稳定性偶联剂湿法表面改性纳米硫酸钡进行系统筛选，探讨纳米硫酸钡的表面改性机理。收稿日期:2014－09－09;修回日期:2015－01－29作者简介:刘玉敏(1972－)，女，河北人，博士，教授，电话E－mail:hslym0214@126．com。通讯联系人:刘悦，硕士，电