二氧化钛改性聚丙烯的实验研究

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纳米TiO-,2-和纳米ZnO的紫外光学特性及其在聚丙烯抗老化改性中的应用研究

纳米TiO-,2-和纳米ZnO的紫外光学特性及其在聚丙烯抗老化改性中的应用研究
纯 PP 的 1.5 倍以上。分析认为经过表面处理的纳米
式中:I 为散射光强;c 为单位体积中的质点数; v 为单个粒子的体积(其线性大小应远小于入射光波 长) ;λ为入射光波长;n2 为分散相的折射率;n1 为 分散介质的折射率; I0 为入射光强。 由 Rayleigh 定律: 粒子的折射率与周围介质的折射率相差越大, 粒子的 散射光越强。金红石 TiO2 的相对光折射率(2.72)大
[11]
改性 PP 经过人工加速老化 28 天后, 测试其外观 变化, 发现添加少量了金红石型纳米 TiO2 和纳米 ZnO (1%。 ,质量分数)的测试样条表面无粉化,色差值 分别只有 0.93 和 0.81,均小于 3.0(标准安全值) , 变色评级为 4~5 级(注:5 级无变色,1 级为完全变 色) ,而纯 PP 则达到 3.85,变色评级为 2 级,测试样 条已经发生严重粉化。 表 1 和图 4 分别为金红石型纳米 TiO2 和纳米 ZnO 改性 PP 人工气候加速老化前后的无缺口冲击强度和 缺口冲击强度的变化情况。 由表 1 和图 4 可以看出,纯 PP 树脂经过人工气 候加速老化 28 天后强度为 17.70kJ/m2,保持率只有
最强吸收峰均位于 300nm 左右,体系散射光强度在 吸收峰的左右逐渐减小。 当光波长小于 250nm 或分散粒子的尺寸大于光 波长时,体系则遵循 Mie 光散射定律[12],而 Mie 散 射的光散射强度要远远小于 Rayleigh 散射,因此,纳 米 TiO2 和纳米 ZnO 分散体系在波长小于 250nm 范围 内消光度很小;当波长大于 400nm 时,由于分散相 粒径远小于入射光波长,所以散射很弱,主要以吸收 为主,而可见光不足以激发纳米 TiO2 的电子跃迁, 因此,纳米 TiO2 和纳米 ZnO 体系在λ>400nm 的范 围内具有很小的消光度。

纳米TiO2改性PVC的制备与力学性能测试

纳米TiO2改性PVC的制备与力学性能测试

化学化工学院材料化学专业实验报告一、预习部分1、PVC的性质和应用PVC(聚氯乙稀)是由氯乙烯单体经过加成聚合反应而合成的热塑性树脂。

PVC塑料在1966年以前曾是塑料产量中最大的一种。

目前仍是五大通用树脂之一。

PVC树脂的应用非常广泛,用它可以制成薄膜,硬管,纤维,人造革,电线电缆的绝缘层,设备衬里以及包装涂层等。

另外PVC是塑料建材的主要原料树脂,PVC塑料建材已占塑料建材的半壁江山。

如,PVC墙板、地板、天花板、硬质泡沫、软质隔音泡沫以及塑钢门窗等,在建筑行业中有着广泛而重要的应用。

PVC分子极性较强,分子间的作用力较大,玻璃化转变温度为80~82℃。

PVC 可以看成是无定形聚合物,对热敏感,极易在热的作用下脱去HCl而引起降解和交联。

PVC的热分解温度高于粘流温度,在加工成型时配料中必须加入热稳定剂。

PVC树脂可以被制成硬质或软质制品。

制品的“软”或“硬”,很大程度上决定于成型配方中增塑剂的含量。

通过调整增塑剂的用量,可以得到具有不同柔软度的PVC材料和制品。

PVC树脂价格低廉,不易燃,综合性能优异,其软硬制品在人们的生活和生产中均有广泛的应用,占有很重要的地位。

聚合物制品的获得,必须经过加工成型过程。

所谓的聚合物加工成型,即将树脂转变为有用并能保持原有性能的制品的过程。

塑料加工成型的方法包括压制成型,注射模塑,压延成型,片材的热成型及挤出成型等。

挤出成型,又称挤出模塑,它在热塑性塑料加工领域中占有非常重要的地位。

由挤出方法制成的产品都是连续的型材,如管,棒,丝,板和薄膜等。

挤出加工所用的设备有螺杆挤出机和柱塞式挤出机两类。

前者又有单螺杆挤出机和多螺杆挤出机之分。

使用较多的是单螺杆挤出机,其基本结构主要包括传动装置,加料装置,料筒,螺杆,机头和口模等五个部分。

螺杆是挤出机的关键性部件,其示意图见图1。

塑料制品的挤出成型基本过程是:首先将树脂/助剂配合料装入到料斗内。

在螺杆的转动下,物料被输送进入挤出机料筒内并发生移动。

纳米二氧化钛对聚丙烯热稳定性影响的研究

纳米二氧化钛对聚丙烯热稳定性影响的研究
Abs t r a c t: T i t an i u m d i o x i d e n a n o pa r t i c l e s i z e wa s c a l c u l a t e d b y t r a n s mi s s i o n e l e c t r o n mi c r o s c o p i c t e c h n i q u e . Po l y p r o p y l e n e /t i t a n i u m di o x i d e n a n o c o mp o s i t e s we r e p r e p a r e d us i n g 0 —3 wt % o f t i t a n i u m d i o x i d e b y me l t mi x i n g . I t wa s t h e n c o mp r e s s i o n mo u l d e d i n t o f i l ms a t 1 8 0 ̄ C. Th e r ma l a g e i n g wa s c a r r i e d o u t i n a n a i r o v e n a t I O 0 ̄ C f o r
2 0 1 3年第 4 2卷 第 5期
合 成材 料老 化 与应用
2 3
纳 米 二 氧 化 钛 对 聚 丙 烯 热 稳 定性 影 响 的研 究
徐 工职业 技 术 学院 , 江 苏常州 2 1 3 1 6 4 ) 摘 要 :采 用透 射 电镜 观测 纳米 二 氧化钛 ( T i O ) 颗 粒 尺 寸 。通 过熔 融 混 合法 制 备 T i O 含 量 为 0~ 3 w t % 的P P / T i O , 纳 米复 合材 料 , 之后 在 1 8 0  ̄ C下 通过 模压 成 型为薄 膜 。在 I O 0  ̄ C烘箱 中持续 热 老化 2 4 h , 并 测试 热 老化前 后 的力 学性 能 。采 用红 外光 谱研 究 P P / T i O 纳米 复 合材 料 的降解 产 物 , 采 用 扫描 电镜 分析 ( S E M) 复 合 材料 在 热老 化后 的拉 伸 破坏 断 面形 态 。S E M 照 片 清 晰显 示 二 氧化 钛 在 聚 丙烯 基 材 中分散 均 匀 。热 重 分 析 结果 显 示二 氧化 钛 的添 加能 提高 P P的热 稳定 性 。

改性二氧化钛催化剂得研究进展

改性二氧化钛催化剂得研究进展

改性二氧化钛光催化剂得研究进展摘要:采用掺杂非金属或非金属可增强TiO2光催化材料可见光响应能力。

金属掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力,而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力,且保持紫外区光催化活性。

本文简单叙述了添加非金属和过渡金属改性二氧化钛光催化剂的原理方法及其进展。

掺杂非金属改性二氧化钛光催化剂包括了掺杂氮,掺杂碳。

掺杂过渡金属改性二氧化钛光催化剂包括掺杂铁,掺杂银,掺杂锆。

关键词:改性;二氧化钛;非金属;过渡金属;光催化剂1 引言自从发现TiO2光催化特性以来,以TiO2为代表的光催化环保材料得到广泛的研究⑴。

TiO2是目前应用最广泛的光催化剂,具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。

已成为目前最引人注目的环境净化材料,广泛应用于环境保护的各个领域。

TiO2以其无毒、氧化能力强和稳定性好而在污水处理、空气净化、杀菌消毒及制备具自洁抗菌等功能的新型材料方面有着广阔的应用前景.TiO2相对其他半导体光催化剂而言,活性相对较高,但由于TiO2半导体的能带较宽(Eg= 3.2 eV),其对太阳光的利用率较低(4%).只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性,因此对二氧化钛进行改性,使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是目前众多研究者的研究热点。

2 掺杂元素改性二氧化钛的基本原理TiO2具有较宽的能带间隙,只有在紫外光下才具有光催化活性,为使其具有可见光催化活性,必须直接或间接改变其能带结构,缩小其能带间隙。

采用元素掺杂提高TiO2的可见光催化活性都是基于提高其光生电子-空穴的分离效率,抑制电子-空穴的重新结合来提高其量子效率⑵。

有些科学家认为适当的元素掺杂能够在价带和导带之间形成一个缺陷能量状态,而这种缺陷能量状态可能靠近价带,也可能靠近导带。

这种缺陷能带为光生电子提供了一个跳板,从而可以利用能量较低的可见光激发价带电子而传输到导带,使吸收边向可见光移动。

3 掺杂非金属改性二氧化钛催化剂掺杂非金属改性二氧化钛光催化性的研究很多。

纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液的研究进展

纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液的研究进展

纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液的研究进展对纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法进行了综述,并对其存在的问题和未来的发展前景进行了展望。

标签:纳米二氧化钛;聚丙烯酸酯;复合乳液;研究进展1 前言聚丙烯酸酯乳液具有良好的成膜性、透明性和耐候性以及优良的力学性能,可用作涂料、胶粘剂、油墨等[1]。

但是聚丙烯酸酯乳胶膜高温发黏、低温变脆、硬度和耐水性较差等缺陷,一定程度上限制了其应用。

通过在聚丙烯酸酯乳液中引入无机纳米二氧化钛(n-TiO2),制备纳米TiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,可有效提高聚丙烯酸酯乳胶膜的耐热性、耐水性、力学性能等。

由于纳米二氧化钛的表面能高,与聚丙烯酸酯的相容性差,难以分散,从而影响聚丙烯酸酯乳液性能及乳胶膜性能的提高。

国内外研究者通过多种方法来制备n-TiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,以期获得具有优良性能的复合乳液,并已取得了较大进展。

按照在制备过程中有无化学反应发生,可将n-TiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法分为物理法和化学法,而化学法又可细分为原位分散聚合法、溶胶-凝胶法和溶胶-原位聚合法。

本文主要针对近年来n-TiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法进行了综述。

2 物理法物理法,即机械共混法,主要是通过搅拌、研磨和震荡等物理方法,将n-TiO2分散于聚丙烯酸酯乳液中的方法。

直接将n-TiO2分散到聚丙烯酸酯乳液中,容易发生团聚,通常需要外加助剂或偶联剂对其进行表面改性,才能获得较好的效果。

王全杰等[2]在n-TiO2颗粒分散液中加入适量的六偏磷酸钠作分散剂,再与丙烯酸甲酯乳液共混,制备了n-TiO2/聚丙烯酸酯复合乳液。

研究发现,n-TiO2并未发生团聚,且n-TiO2颗粒与聚丙烯酸酯乳胶粒之间存在一定程度的结合,并稳定分布于胶乳粒之间。

张旭昀等[3]将硅烷偶联剂改性后的纳米TiO2悬浮液加入到聚苯乙烯/丙烯酸酯乳液中,配以各种助剂,制备出n-TiO2/苯丙复合水性涂料。

纳米二氧化钛改性LDPE薄膜包装对草莓品质的影响

纳米二氧化钛改性LDPE薄膜包装对草莓品质的影响

纳米二氧化钛改性LDPE薄膜包装对草莓品质的影响罗自生,叶轻飏,李栋栋(浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310058)摘要:为了探索纳米二氧化钛改性LDPE薄膜对采后草莓的保鲜效果,研究了普通LDPE薄膜和纳米二氧化钛改性LDPE薄膜两种不同包装对4 ℃下草莓贮藏品质的影响。

研究发现,与对照组相比,纳米二氧化钛改性LDPE薄膜可抑制草莓贮藏过程中腐烂指数和失重率的上升,延缓可滴定酸含量和硬度的下降,减少乙烯释放量,保持果实贮藏后期较高的抗坏血酸和总酚含量以及较高的抗氧化能力。

至贮藏第14 d,纳米二氧化钛改性LDPE薄膜包装中草莓的腐烂指数和乙烯释放量分别比对照组低60.72%和40.32%,可滴定酸含量和硬度分别比对照组高9.02%和24.31%,抗坏血酸和总酚含量分别比对照组高29.22%和10.73%。

研究结果表明,纳米二氧化钛改性LDPE薄膜有利于保持草莓的贮藏品质,其作为草莓保鲜包装具有潜在的应用前景。

关键词:纳米二氧化钛;低密度聚乙烯薄膜;草莓;品质文章篇号:1673-9078(2013)10-2340-2344Influence of Nano-TiO2 Modified LDPE Film Packaging on Quality ofStrawberryLUO Zi-sheng, YE Qing-yang, LI Dong-dong(College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China) Abstract: Nano-TiO2 modified low density polyethylene (LDPE) film packaging was prepared by blending LDPE with nano-TiO2. The effects of LDPE film and nano-TiO2 LDPE film packaging on quality of strawberry were investigated at 4 ℃for 14 days. Results showed that compared with the control (LDPE film), nano-TiO2 LDPE packaging significantly decreased the decay rate, weight loss and ethylene production of strawberry and also inhibited the reduction of firmness and titratable acid content. Additionally, nano-TiO2LDPE packaging could keep ascorbic acid and total phenols contents, as well as antioxidant ability, at relatively higher level during the later storage period. At the 14th day, the decay rate and ethylene production of strawberry packaged with nano-TiO2 LDPE film were 60.72% and 40.32%, respectively, lower than those of the control. The firmness and the contents of titratable acid, ascorbic acid and total phenolic of the packaged strawberry were 24.34%, 9.02%, 29.22% and 10.73%, respectively, higher than those of the control. These results indicated that nano-TiO2 LDPE film packaging could provide a potential alternative for maintaining quality and prolonging storage life of strawberry.Key words: nano-TiO2; LDPE film; strawberry; quality草莓(Fragaria ananassa Duch.)属蔷薇科草莓属多年生草本植物,果实酸甜多汁,富含维生素和矿物质,营养价值很高,易被人体消化吸收,是老少皆宜的健康食品[1]。

硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理_王雅珍

硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理_王雅珍

2015年第34卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3985·化工进展硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理王雅珍1,陈国力2,岳成娥1,赵宇2,何子健1(1齐齐哈尔大学材料科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006;2齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006)摘要:主要研究了硅烷偶联剂(KH-560)改性纳米二氧化钛(TiO2)制备TiO2(KH-560)以及TiO2(KH-560)与丙烯腈(AN)接枝聚合生成TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。

通过傅里叶变换红外(FT-IR)分析确定了TiO2(KH-560)和TiO2(KH-560)-g-AN的官能团结构。

通过X射线光电子能谱(XPS)分析,由TiO2(KH-560)中的氧元素和碳元素结合能的微小变化,引起C1s、O1s化学环境的变化,来确定TiO2(KH-560)的结构;由TiO2(KH-560)-g-AN 的氧元素、碳元素和氮元素的结合能微小变化引起C1s、O1s、N1s化学环境的变化,从而确定了TiO2(KH-560)-g-AN的结构。

结合FTIR和XPS两者的分析,最终确定TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。

关键词:纳米粒子;丙烯腈;化学反应;聚合物;机理中图分类号:TQ 311 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)11–3985–05DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.11.025Mechanism of nano-TiO2 modified silane coupling agent and graftingacrylonitrileWANG Yazhen1,CHEN Guoli2,YUE Cheng’e1,ZHAO Yu2,HE Zijian1(1College of Materials Science and Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China;2College of Chemistry and Chemical Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China)Abstract:The reaction mechanism of nano-titanium dioxide (TiO2) modified with the silane coupling agent (KH-560) grafted with acrylonitrile(AN) to produce TiO2(KH-560)-g-AN was studied.Functional group structures of TiO2 (KH-560) and TiO2(KH-560)-g-AN were determined by Fourier transform infrared (FT-IR) analysis. The results of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis show that chemical environment of C1s,O1s in TiO2(KH-560) are caused by slight variations of oxygen and carbon element binding energy in TiO2(KH-560). So the structure of TiO2(KH-560) is determined. Chemical environment of C1s,O1s,and N1s in TiO2(KH-560)-g-AN are caused by slight variations of oxygen,carbon,and nitrogen element binding energy in TiO2(KH-560)-g-AN. So the structure of TiO2(KH-560)-g-AN is determined. The graft polymerization mechanism of TiO2(KH-560) and AN is determined ultimately by the analysis of both FT-IR and XPS.Key words:nanoparticles;acrylonitrile;chemical reaction;polymers;mechanism纳米二氧化钛具有良好的紫外线吸收作用,能提高复合材料的耐老化性能[1-3],聚丙烯腈(PAN)具有抗紫外老化的作用[4-6]。

原位生成法制备纳米TiO2改性聚丙烯酸酯涂料

原位生成法制备纳米TiO2改性聚丙烯酸酯涂料

tr ,w ih i t e d e n t e p o e so r p r g c e rP n i e e A c a i g ,la i g a n—st u e h c s h n a d d i r c s fp e a i la A a d f lr d P o t s e d n n i h n l n i u f r n ft e n n o mi g o a o—T O。 d f d P o t g .UV t s r s l h w t a h A f m df d b a o— h i mo i e A c ai s i n e t e u t s o h t e P l mo i e y n n s t i i T 0 ef r x e ln f c si h ed n e u t vo e a i t n a d t e mo i e o t g h wsn h l i p r mse c l tef t n s il i g t l a il t d a i n h d f d c a i s s o o c a— o e e h r r o i n
2 tt KyL brtr icnMa r lo Z ea gU i  ̄t H nzo 10 7 hn ) 、Sae e aoao o lo t i s y fS i e a h in n e i f j v y, aghu3 0 2 ,C ia
Absr t: so u l r c ro s p e a e y e c in o C1 n re h n l mi e a o n e t ac Dis l b e p e u s rwa r p r d b r a t fTi 4a d tit a oa n t r o ltmpe a o r—
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二氧化钛改性聚丙烯的实验研究
[摘要]本文讨论了利用纳米二氧化钛对聚丙烯进行填充改性,考察二氧化钛添加量,密炼时间,转速等因素对其熔融指数等性能的影响;得到试验范围内最佳二氧化钛添加量及适宜加工条件。

[关键词]聚丙烯纳米二氧化钛填充改性
聚丙烯(PP)因其良好的物理机械性能、加工性能而得到广泛的应用,但是其韧性差、缺口冲击强度低,导致制品易变形、耐冲击性差,限制了其在许多方面的应用。

填充成为首选的改性手段。

随着无机粒子微细化、表面活性化技术的发展,尤其是纳米技术的出现,制备PP纳米粒子复合材料成为研究开发的热点。

纳米粒子在聚合物中达到纳米尺寸的分散后,可以大幅度提高聚合物的一些性能,成为制备高性能和高功能材料的一种非常诱人的方法,与传统的聚丙烯共混相比,纳米复合材料具有更好的刚性,保持了良好的低温冲击性Ⅲ。

二氧化钛(即钛白粉),有金红石型、锐钛型、板钛型二种,其中,金红石型是最稳定的结晶形态,结构致密,硬度、耐候性和抗粉化性等性能优于锐钛型和板钛型,对大气中的各种化学物质稳定,不溶于水,耐热性好。

钛白粉加入以后不仅可提高产品白度,还可减少紫外线的破坏作用,可提高聚丙烯的光老化性能,还可提高制品的刚性、硬度和耐磨性。

塑料的熔融指数(MI)是指在一定温度和负荷下,塑料熔体每10min通过标准口模的质量,单位为g·(10min)-1。

MI越大,塑料的流动性越好。

本文讨论了利用纳米二氧化钛对聚丙烯进行填充改性,考察二氧化钛添加量,密炼时间,转速等因素对其熔融指数等性能的影响,得到试验范围内最佳二氧化钛添加量及适宜加工条件。

1实验部分
1.1实验仪器及原料
主要实验仪器:
小型密炼机SU-70型常州苏研科技有限公司(中国)生产熔体流动速率试验机ZRZ-400型深圳市新三思材料检测有限公司生产
实验原料:
聚丙烯树脂(PP):上海石油化工股份有限公司生产,执行标准为Q/SH012.07.06,质量管理体系符合ISO9001:2000;
金红石型纳米二氧化钛:平均粒径0.05微米。

1.2正交试验设计
确定因素和水平:取二氧化钛添加量、密炼时间、转速3个因素,每个因素取3个水平,设计正交试验方案,因素水平见表1
2结果与讨论
按照表1确定的因素水平作正交试验,结果见表2
2.1密炼时间对熔融指数的影响:
由表2中的数据作出密炼时间一熔融指数的关系图,见图1。

由图1可知,随着密炼时间的增加,熔融指数成上升的趋势。

根据时温等效原理分析可知,在一定时间范围内,由于密炼时间的增加,可以等效于升高温度,高聚物发生体积膨胀,自由空间变大,因此,体系黏度降低,可加工性能变好,熔融指数变大,密炼时间为15min时,熔融指数最大。

2.2转速对熔融指数的影响:
由表2中的数据作出转速-熔融指数的关系图,见图2。

由图2可看出,随着转速的提高,剪切力变大,熔融指数变大,可加工性变好。

当转速继续增大,可能高聚物内部发生了取向,交联等现象,使体系黏度升高,熔融指数变小,转速为40rpm时,熔融指数最大。

2.3二氧化钛添加量对熔融指数的影响:
由表2中的数据作出二氧化钛含量一熔融指数的关系图,见图3。

由图3可看出,二氧化钛添加量由2%增加到3%时,熔融指数升高,当继续加大二氧化钛的含量时,由于纳米粒子本身具有巨大的比表面和较高的表面能使得其极易团聚且性能受到较大影响,熔融指数降低,二氧化钛含量为3%时,熔融指数最大。

2.4极差分析:
根据正交实验原理,极差数值越大,对实验结果的影响越显著。

按级差大小排列各影响因素的主次,A>B>C,亦即密炼时间影响最大,转速次之,二氧化钛含量的影响最小。

各个因素的最佳组合为A382C2,第9组数据熔融指数最大,也最接近这一组合。

3结论
用金红石型纳米二氧化钛填充改性聚丙烯,试验范围内所得最佳条件为:转速为40rpm,密炼时间为15min,二氧化钛添加量为3%;该条件下熔融指数最大。

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