纳米级白碳黑的制备及其表面改性

摘要

该文研究了反应时间、反应温度、反应物初始浓度、胶体保护剂的种类和浓度、酸的种类和浓度以及干燥温度、干燥时间对所得白碳黑产品粒径的影响关系.通过反应体系Zeta电位的测定,探讨了白碳黑纳米粒子的形成机理.用硅烷偶联剂KH-550对白碳黑样品进行表面改性,测定了白碳黑改性样品的接触角以及白碳黑样品改性前后的红外光谱,对所得白碳黑样品的改性效果进行了评价,并探讨了纳米级白碳黑的改性机理.通过对反应物配比的合理调配、制备条件的严格控制以及胶体保护剂的筛选,最终实现了纳米级白碳黑的液相沉淀法制备,找到了合适的工艺条件.通过对改性工艺条件的合理调控,实现了用硅烷偶联剂KH-550改性白碳黑样品,找到了合适的白碳黑样品的改性工艺与条件.白碳黑改性样品的接触角测量结果表明,用质量比为2﹪的改性剂来改性白碳黑样品是比较合适的,所得白碳黑改性样品具有较高的疏水性.同时也表明白碳黑样品表面的硅烷偶联剂分子以化学键合作用而吸附.通过白碳黑样品改性前后红外光谱的分析,研究了白碳黑样品的改性机理.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章白碳黑的制备、改性及其应用

2.1白碳黑的一般制备方法

2.2超微细白碳黑的制备方法

2.2.1溶胶-凝胶法(Sol-Gel Process)

2.2.2液相沉淀法

2.2.3二步法

2.2.4酸性硅溶胶沉淀法

2.2.5气相法或火焰水解法

2.2.6碳化反应法

2.2.7反胶束法

2.2.8改进的沉淀法

2.2.9其它制备方法

2.3白碳黑的生产状况

2.3.1国外生产状况

2.3.2国内生产状况

2.4纳米白碳黑的应用

2.5白碳黑的改性及其表征方法

2.5.1白碳黑的一般改性方法

2.5.2白碳黑表面改性的表征方法

第三章以水玻璃为原料制备纳米白碳黑

3.1反应装置

3.2实验部分

3.2.1试剂与仪器

3.2.2纳米白碳黑的制备及表征

3.3结果与讨论

3.3.1实验原料的确定

3.3.2水玻璃模数的确定

3.3.3水玻璃溶液的含固量

3.3.4反应物初始浓度的影响

3.3.5滴加速度的影响

3.3.6反应温度的影响

3.3.7胶体保护剂的种类和浓度的影响

3.3.8酸的种类和浓度的影响

3.3.9干燥温度和干燥时间的影响

3.4结论

第四章以水玻璃为原料制备纳米白碳黑的扩大试验

4.1实验部分

4.2结果与讨论

4.3结论

第五章白碳黑纳米粒子的形成机理研究

5.1白碳黑纳米粒子形成过程中Zeta电位的测定

5.1.1仪器构造

5.1.2 Zeta电位的测定

5.2结果与讨论

5.3结论

第六章白碳黑的表面改性及其改性效果的评价

6.1反应装置

6.2实验部分

6.2.1试剂与仪器

6.2.2白碳黑的改性及评价

6.3结果与讨论

6.3.1接触角的测定结果

6.3.2红外光谱(IR)分析

6.3改性机理

6.5结论

第七章结论与展望

参考文献

附录

致 谢