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、過濾材料、輕質建材、隔熱材料和涂料等領域具有廣闊的應用前景，但其具有巨大的比表面積和很高的表面能，本身處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，且表面呈強極性，親水疏油，與有機基體相容性差，導致復合材料的某些性能下降。因此，除了具有一定的直徑和長度之外，還必須對硫酸鈣晶須進行表面改性，以調節(jié)疏水性，降低表面能，增強與有機基體的相容性，從而滿足現(xiàn)代新材料、新技術的要求。硫酸鈣晶須的表

2、面改性工藝有濕法改性和干法改性兩種。本文首先采用幾種表面改性劑對硫酸鈣晶須分別進行干法和濕法改性試驗，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和硬脂酸對硫酸鈣晶須再分別進行單因素條件改性試驗。改性硫酸鈣晶須產品采用活化指數(shù)、接觸角、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和紅外光譜分析進行表征。 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。試驗系統(tǒng)研究了改性劑用量、改性溫度、改性時間和攪拌速率等工藝因素對

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℃，改性時間8min，攪拌速率650r/min。在最佳工藝條件下，改性產品的活化指數(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。試驗系統(tǒng)研究了改性劑用量、初始料漿濃度、改性溫度、改性時間、攪拌速率、烘干溫度、烘干時間等工藝因素對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、改性時間20min，攪拌速率2000r/min，烘干溫度100℃，烘干時間1h。在最佳工藝條件下，改性產品的活化指數(shù)為1.00，接觸角為123.6度。 通過對硼酸酯表面活性劑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)生了化學吸附(兩者之間形成了化學鍵)，又發(fā)生了物理吸附，以化學吸附為主，并建立了這兩種表面改性劑與硫酸鈣晶須的作用模型。