钛酸酯偶联剂的制备及与无机填料作用机理的研究

摘要

该文在借鉴传统钛酸酯偶联剂合成方法的基础上,采用钛酸四异丙酯、丙烯酸、乳酸和焦磷酸二辛酯合成了一种新型的反应性钛酸酯偶联剂,并确定了反应过程中加料顺序、时间、温度等三个最佳的工艺参数.利用红外光谱仪、阿贝折光仪、差热仪等分析了新型钛酸酯偶联剂的各种物理化学性能.该文还利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)法和X-射线光电子能谱(XPS)法研究了钛酸酯偶联剂与碳酸钙(CaCO<,3>)、硅灰石及钛白粉(TiO<,2>)填料粒子之间的相互作用;用双液系测接触角法分析了偶联剂用量与处理后填料表面能的关系,并结合数学方法推导了钛酸酯偶联剂的最佳用量,确定了钛酸酯偶联剂在无机填料中的最佳用量与填料粒子的形貌和密度有密切的关系,此外还推导出钛酸酯偶联剂在填料粒子表面呈现出多层吸附,第一层主要以化学键作用与无机填料表面,第二层偶联剂分子相互间呈尾尾相连状;最后用微热量仪法分析不同温度下钛酸酯偶联剂与无机填料之间的结合能,确定了钛酸酯偶联剂与无机填料之间的作用方式与温度有很大的关系,当温度在40℃以下时,两者之间的作用以物理结合为主,当温度在50℃以上时,两者之间的作用以化学键结合为主,确定了钛酸酯偶联剂对无机填料的改性温度应选在50℃以上.最后通过两者相互作用的结合能与键能大小的比较可推断出这种钛酸酯偶联剂与无机填料粒子表面作用以共价键的接合形式作用在一起,即偶联剂上的C-O-Ti键打开与无机填料表面的-OH键发生结合.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1钛酸酯偶联剂的研究现状

1.2本研究工作的目的、意义

第二章钛酸酯偶联剂的分类和合成简介

2.1单烷氧基型钛酸酯偶联剂

2.2螫合型钛酸酯偶联剂

2.3水溶型钛酸酯偶联剂

2.4配位型钛酸酯偶联剂

第三章新型钛酸酯偶联剂的制备及表征

3.1实验原材料介绍

3.2实验仪器设备

3.3钛酸酯偶联剂的合成原理

3.4新型钛酸酯偶联剂的设计思路

3.5实验的工艺流程图

3.6偶联剂制备的工艺过程

3.7影响偶联剂制备的工艺参数

3.7.1焦磷酸二辛酯的制备

3.7.2加料顺序对偶联剂制备的影响

3.7.3反应时问对产率的影响

3.7.4反应温度对产率的影响

3.8钛酸酯偶联剂的性能表征

3.8.1红外光谱分析

3.8.2偶联剂的热分解温度

3.8.3偶联剂的颜色

3.8.4偶联剂的折光率

第四章钛酸酯偶联剂与无机填料作用机理的研究

4.1单烷型钛酸酯偶联剂与无机填料作用机理简介

4.2新型钛酸酯偶联剂与无机填料作用机理的研究

4.2.1实验用样品及处理方法

4.2.2无机填料样品的红外光谱分析

4.2.3无机填料样品界面的XPS研究

4.2.4偶联剂与无机颗粒表面作用的热动力学研究

4.2.5钛酸酯偶联剂最佳用量关系式的推导

4.2.6偶联剂对无机填料表面能的影响

第五章结论

参考文献

致谢

附录1：实验所采用的测试仪器简介