电气石粉体表面有机化改性及表征

电气石由于具有发射远红外线、释放负离子及抗菌除臭等功能,广泛应用于环保、功能性纺织品及建材等领域。但电气石粉体在超细状态下,具有较大的表面能,易产生严重的团聚现象;同时由于极性差异,电气石粉体不易在高分子聚合物中分散稳定。这些问题严重影响了电气石/聚合物复合材料的综合性能。对电气石粉体进行表面有机化改性,是解决应用中存在问题的有效途径之一。本文通过研究电气石粉体表面的有机化改性,可使粉体颗粒表面呈现疏水化特性,并由此提高其与聚合物基体的相容性及分散稳定性。本文主要结论如下:通过Span60对电气石粉体表面有机化改性反应的探讨,得出其优化工艺条件。改性的电气石粉体接触角达到124.8°,活化指数接近100%。Span60与电气石粉体表面发生了酯交换反应,且表面的有机化改性没有影响电气石本身的晶体结构,但使改性电气石颗粒表面极性降低,提高了干燥状态下粉体分散性和负离子释放量。同时,改性后电气石在PP中的分散性具有明显改善;改性电气石/PP复合材料的负离子释放量明显高于未改性电气石/PP复合材料。利用钛酸酯偶联剂JN-646湿法改性电气石粉体,并对工艺条件进行了优化。改性电气石粉体在液体石蜡中的沉降时间从未改性电气石粉体的14min提高到467min。钛酸酯偶联剂JN-646与电气石粉体表面发生了化学偶联反应,且表面有机改性没有影响电气石本身的晶体结构,改性电气石在干燥状态下粉体分散性提高,释放负离子量也略有增多。将硬脂酸做改性剂,对电气石粉体改性的工艺参数进行了优化。硬脂酸与电气石粉体表面发生了酯化反应,同时表面的有机化修饰并没有破坏电气石本身的晶体结构,且干燥状态下粉体的分散性及负离子释放量有所提高。改性电气石/PP复合材料的负离子释放量明显高于未改性电气石/PP复合材料。用PVA改性电气石粉体,并对工艺条件进行了优化。改性过程没有影响电气石本身的晶体结构,且改性后的电气石颗粒表面极性有所降低,干燥状态下粉体分散性提高,释放负离子量略有增多。对AGE改性电气石粉体的工艺条件进行了优化。AGE与电气石粉体表面发生了化学键作用,干燥状态下粉体的负离子释放量有所提高。