电气石/TiO2复合材料在水介质中的分散及应用研究

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电气石/TiO2复合材料是以电气石表面包覆TiO2为特征的复合粉体材料,在保持电气石的释放负离子和远红外线功能外,电气石/TiO2复合材料还因表面层TiO2的作用而使自身白度提高并附加了颜料功能。因此成为性能更优异的环境功能材料。研究电气石/TiO2复合材料在介质中分散等应用基础问题,可为其与木地板等建筑装饰材料的复合提供指导和依据,对拓展电气石/TiO2复合材料的应用范围、充分发挥其负离子的空气净化作用,促进室内环境改善和开发制备具有空气净化功能的建筑装饰材料均具有积极作用。本论文在扩展的DLVO理论指导下,对电气石/TiO2复合材料在水介质中的分散行为进行了实验研究,并在强化木地板用三聚氰胺树脂胶中进行了分散复合和性能检测。采用扫描电镜(SEM)手段对电气石/TiO2复合材料在三聚氰胺树脂胶中的分散状态进行了分析表征。通过测试悬浮体的分散和聚团行为,研究了不同pH值、不同分散剂对电气石/TiO2复合材料颗粒在水介质中分散的影响。实验结果表明:较高和较低pH值都能够改善电气石/TiO2复合材料在水中的分散稳定性;六偏磷酸钠、硅酸钠和聚丙烯酸钠对粉体颗粒有很好的分散效果,在六偏磷酸钠作用下,复合材料在水中的粒径从原始的0.81μm降至0.37μm,六偏磷酸钠的最佳使用比例为0.36%~0.4%。聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇不能改善分散性,反而加速颗粒团聚;对六偏磷酸钠提高电气石/TiO2复合材料分散性的机理进行了分析,认为六偏磷酸钠在颗粒表面TiO2组分上的吸附和形成水化膜是导致颗粒间排斥能提高,分散性增强的内在因素。电气石/TiO2复合材料在三聚氰胺树脂胶中分散复合试验、SEM分析和复合物性能测试表明,六偏磷酸钠能显著改善颗粒的分散性和稳定性,并使复合物的负离子释放量增加。使用复合电气石/TiO2复合材料的三聚氰胺树脂胶制备的复合木地板,其外观性能保持不变,负离子释放量达到1200~1600个/cm3。
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