超细二氧化钛在水溶液中分散性研究

采用沉降法研究了不同分散剂对超细二氧化钛粉末在水溶液中分散性的影响。结果表明:SDS、TPB、聚丙烯酸钠、乙二醇是超细二氧化钛粉末的有效分散剂。通过测定颗粒表面Zeta电位、悬浮体系粘度,分析了分散剂的作用机理。实验结果表明:SDS、TPB、聚丙烯酸钠能显著提高水溶液中二氧化钛表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,改善了悬浮液稳定性,降低了体系的粘度。而乙二醇能在颗粒表面形成良好的溶剂化层,提高了二氧化钛在水溶液中的分散稳定性。     

纳米级水性炭黑分散液的制备研究

通过对比实验对工艺参数进行了优化,在分散剂添加量5%(炭黑分散液质量分数)、分散液添加量100g、锆珠型号0.2mm、锆珠体积填充率50%、砂磨时间40min、砂磨机转速3500r/min,可以得到细化炭黑分散液.通过粒度测试、Zeta电位测试、TEM,表明炭黑颗粒粒度为20～40nm,颗粒表面Zeta电位为-45～-50mY,所制备色浆静置3个月,所拍TEM照片表明该分散液具有优良的储藏稳定性,并且红外光谱测试表明,炭黑颗粒表面包覆了超分散剂聚合物分子链.     

用硅藻土生产超细和纳米二氧化硅

一成果技术特点及主要指标 以低品位硅藻土为原料，采用物理提纯、物理法超细和表面处理、化学法（碱溶、酸析）和粒子阻隔技术制备超细和纳米二氧化硅，产品主要技术指标如下：（1）物理法超微细二氧化硅：     

氧化石墨烯纳米流体分散性及过冷特性研究

以质量分数为0.05%的氧化石墨烯纳米流体为实验对象,测量了不同超声分散时间下氧化石墨烯纳米流体的粒度和Zeta电位分布。同时测定了降温过程中氧化石墨烯纳米流体的过冷度和相变时间,探讨了超声时间对氧化石墨烯纳米流体分散性和过冷特性的影响。实验结果表明,超声分散时间越长,分散性能越好,但在150min后,粒径和Zeta电位大小趋于稳定;且超声分散时间为150min时,过冷度较小,相变时间较短,分别为5.2℃和4870s。     

表面活性剂对二氧化钛纳米流体分散性的影响

通过二步法将纳米二氧化钛分散到去离子水中,制备TiO2-水纳米流体。通过加入3种不同的表面活性剂作为分散剂,即阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备出3种不同的纳米流体。用纳米粒度分析仪测定纳米流体中的纳米粒子的粒径和粒径分布,用Zeta电位分析仪测量纳米流体的电位,分析了不同浓度、不同种类的表面活性剂对水基TiO2纳米流体分散性的影响。     

固相法制备超细二氧化硅粉体

以水玻璃和硝酸铵为原料,用固相法制备了二氧化硅超细粉体,并用SEM、XRD对粉体进行了表征.结果表明,粒子呈球形,粒子直径为70～80 nm.固相法操作方便、合成工艺简单,是一种制备高产率单分散超细氧化物的有效方法.     

用硅藻土生产超细和纳米二氧化硅

一，成果技术特点及主要指标以低品位硅藻土为原料，采用物理提纯、物理法超细和表面处理、化学法（碱溶、酸析）和粒子阻隔技术制备超细和纳米二氧化硅，产品主要技术指标如下：     

电沉积超细Cu粉粒径控制机制研究

本文探讨了电沉积过程中超细铜粉的粒径控制机制。结果表明：电流密度、pH值的改变对阴极过电位影响显著，电解液浓度的改变对阴极过电位无显著影响；而过电位的变化直接引起粉体粒径的变化；在阴极过电位高的条件下。粉体粒径较小，而在阴极过电位低的条件下，粉体粒径较大，通过控制过电位可以实现对超细铜粉粒径的控制。     

超细镍粉在不同分散体系中分散性能的研究

通过对Zeta电位及浊度的测量,表征了镍粉在PVP-水-乙醇及酒石酸钠-水体系中的分散性能.结果表明,镍粉在两种体系中皆具有良好的分散效果.     

氧化铝-水纳米流体的制备及其分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子,研制了一种新型传热冷却工质Al2O3-H2O纳米流体,给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性.同时还测定了纳米Al2O3-H2O悬浮液的zeta电位和吸光度,探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响.结果表明:zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系,zeta电位绝对值越高,吸光度越大,粉体体系的分散性能越好;pH值约在8.0时,溶液的zeta电位绝对值较高,吸光度较大,说明此时有较好的分散效果;SDBS能显著提高水溶液中Al2O3表面zeta电位绝对值,增大了颗粒问静电排斥力,改善了悬浮液稳定性.在0.1%纳米Al2O3-H2O悬浮液中,SDBS分散剂最佳加入量(质量分数)为0.10%时,能得到分散稳定的悬浮液体系.     

纳米碳酸钙改性分散及其在钻井液中的应用研究

为探讨无机纳米材料在钻井液中的应用现状,利用自然沉降和紫外-可见分光光度法优化了分散剂对纳米碳酸钙的分散改性条件,讨论了分散剂种类、分散剂用量、分散时间和温度等因素对纳米碳酸钙分散效果及分散稳定性的影响.研究表明:优化条件下制得的分散体系润湿性和分散性有很大改善;添加改性和未改性纳米碳酸钙基浆均具有一定的降滤失性,二者表观黏度、塑性黏度和动切力均表现为降低趋势;泥浆流变性能得到一定改善,改性纳米碳酸钙较未改性纳米碳酸钙颗粒的封堵效应更好.     

水基钻井液用碳酸钙微米颗粒的分散状况

为了研究水基钻井液用碳酸钙微米颗粒在水溶液中的分散状况,使用扫描电镜对碳酸钙微米颗粒的微观形貌进行了分析,而后在不同搅拌速度、不同p H、不同超声时间等物理分散因素下研究了碳酸钙微米颗粒在水溶液中的粒径分布与Zeta电位变化,又利用不同的分散剂对碳酸钙微米颗粒进行了化学分散.结果表明:长期放置的碳酸钙微米颗粒会发生团聚,中径达6~7μm;采用物理方法分散时,搅拌速度越高,分散效果越好,在10 000 r/min时可使中径达3~4μm;超声作用则使碳酸钙微米颗粒粒径先减小后增大,中径最小可达2.6μm,p H小于10时,粒径随p H的增大而增大,大于10时则随p H的增大而减小;化学分散剂对提高碳酸钙微米颗粒的分散具有显著的作用,其中,无机类分散剂六偏磷酸钠可使碳酸钙微米粒子中径达到1.5μm,并且Zeta电位绝对值显著提高.     

分散剂用量对几种纳米氧化锆粉体尺寸表征的影响

本文研究了三种不同来源的纳米氧化锆粉体在尺寸表征中的影响因素．其中,加入的分散剂用量不同,测得的粉体颗粒尺寸有很大差别,不足或过量的分散剂影响粉体的颗粒尺寸分布．这种影响是通过改变粉体表面的电荷分布来实现的．超声时间长短是影响粉体尺寸表征的另一个重要因素．     

Sc2O3超细粉均相沉淀法的制备及表征

以(NH4)SO4为沉淀剂和分散剂,Sc(NO4)3为母盐,采用均相沉淀法合成了片状的碱式硫酸钪前驱沉淀物[Sc(OH)SO4].通过差热/热重分析了前驱体的热分解过程,并结合红外光谱、X-射线衍射、透射电镜联用X-射线光电子能谱等测试手段研究了前躯体及煅烧产物的成分、性质.结果表明,由该法制备出的Sc2O3超细粉具有纯度较高、颗粒粒度小(100 nm)、粒度分布均匀、分散性好、近似球形的优异性能.通过水洗-乙醇清洗-丙酮搅拌,结合超声-室温干燥-湿磨等方式处理,对粉体分散性的提高均起到了重要的作用.     

PAA与PBTCA对CaCO3显微结构的影响

利用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）研究了分散剂PAA与PBTCA对CaCO3显微结构的影响，结果表明，与PAA相比，PBTCA对CaCO3的沉积形貌具有更大的影响，SEM表明，在两种分散剂存在下，沉积物的形貌皆发生了变化，随着阻滞剂影响增大，沉积物晶型畸变程度随之严重，沉积物的形貌的分维值也随之增大，XRD分析表明，随着阻滞影响增大，CaCO3晶相中球霰石的含量增大，在分散剂存在下，热力学上属亚稳态的文石和球霰石从动力学上被稳定住了，AFM研究表明，随着阻滞影响增大，CaCO3晶体表面上台阶间距变大，同时，发现了CaCO3晶体表面台阶的聚并现象并进行了讨论。     

CaCO3增强马来酸化蓖麻油树脂及其泡沫塑料

以马来酸化蓖麻油(MACO)为主要原料,利用无机矿物碳酸钙(CaCO₃)粒子作为增强材料制备了环境友好的CaCO₃/MACO复合材料及其泡沫塑料,研究了CaCO₃对MACO力学性能、动态力学性能和热稳定性的影响,分析了无机粒子与基体间的界面相互作用.研究结果表明:CaCO₃含量及其与MACO基体聚合物间的界面黏结是影响复合材料强度的关键因素.随CaCO₃含量增加,CaCO₃/MACO复合材料的刚性增加,当CaCO₃添加量为60wt%时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最优,分别为26.7 MPa 和46.2 MPa,基本达到部分通用塑料的水平.动态力学和热稳定性分析证明:CaCO₃作为增强填料可有效提高蓖麻油基塑料的储存模量、玻璃化转变温度和热分解温度.这些行为归于MACO树脂中的羧基和羰基官能团能与CaCO₃发生氢键和配位键合作用,形成良好的界面结合.CaCO₃也能增强CaCO₃/MACO复合泡沫塑料,当泡沫塑料密度为0.24 g/cm³时,加入20wt%的 CaCO₃,其压缩强度和模量比纯泡沫塑料的分别提高142.0%和211.5%.添加矿物填料可降低材料中石油基原料的用量,降低材料成本,增加复合材料与环境的相容性.     

Step-scan DSC研究PET/纳米CaCO3复合材料的结晶和熔融行为

采用纳米碳酸钙(CaCO3)浆料直接分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的单体乙二醇中,原位聚合制备出分散均匀的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/CaCO3纳米复合材料。分别利用传统的差示扫描量热仪(DSC)和步进扫描DSC(Step-scan DSC)技术研究了CaCO3含量变化对PET结晶和熔融行为的影响及非等温结晶动力学过程。结果表明,纳米粒子与PET的相互作用较弱,对PET结晶主要起促进作用,使结晶更加完善,碳酸钙的含量达到3%时,相对结晶速率达到最大。结晶初期,纳米粒子异相成核作用占优势,这种优势随着纳米粒子含量的增加而有所减弱;结晶后期,纳米粒子对高分子运动的牵制作用比较明显。     

A study of internal friction in polypropylene (PP) filled with nanometer-scale CaCO3 particles

The internal friction and relative elastic modulus of polypropylene (PP) filled with nanometer-scale calcium carbonate (nm-CaCO₃) particles in different contents (0, 4, 7, and 15 vol.%) are measured in the temperature range 150–400 K with a torsion pendulum. The peak associated with the glass transition and a small peak (′ peak) associated with the pre-melting process in crystalline parts of PP was observed around 290 and 370 K, respectively. At temperatures lower than 270 K, no peaks were observed. With increasing content of nm-CaCO₃ particles, the apparent activation energy of the peak decreases, and after passing a minimum of 4.7 eV at 4 vol.% of nm-CaCO₃, it increases. In contrary to this behavior, the peak temperature has a maximum of 289 K at the same filler fraction. Correspondingly, the highest tensile and flexural strength of PP were obtained around this content. These observations may be understood through the influences of fillers on the degree of crystallization of PP and on the mobility of molecules of PP.     

Synthesis of anodic films in the presence of aniline and TiO2 nanoparticles on AA2024-T3 aluminium alloy

Coatings, comprising an inner porous anodic alumina film and an outer polyaniline/TiO₂ nanoparticle layer, were electrochemically synthesised on an AA2024-T3 aluminium alloy by single-step, anodic polarisation in an oxalic acid-based electrolyte. The morphology and composition of the coatings were examined by TEM, SEM and XPS, with the size and zeta-potential of the TiO₂ nanoparticles in the oxalic acid solution also measured. Observation of the growth of the coating during of anodic polarisation revealed that a distinct, two-layered coating is formed from the early stages of polarisation, with the anodic film forming at a constant rate and the outer layer developing at a rate that decreases markedly with times beyond about 30 min. Nanoparticles, agglomerated in the electrolyte, migrate to the anode due to the negative zeta-potential and form the nanoparticle-containing layer at the surface of anodic film. Such particles are not incorporated in the pores due to agglomeration and disordered film porosity at the outer layer of the anodic film.     

剪切增稠胶/碳酸钙复合材料的制备及其抗冲击性能研究

为了提升人体防护装备的轻便性和灵活性,以剪切增稠胶(STG)为基体,并用纳米CaCO₃对其进行补强,制备了缓冲吸能性能优异的剪切增稠STG/CaCO₃复合材料,研究了CaCO₃含量和粒径对STG剪切增稠性能的影响。结果表明:添加CaCO₃后复合材料的最大储能模量比未添加时增加455%;添加的CaCO₃粒径越小,复合材料的剪切增稠性能越优异。通过落锤冲击实验表征了复合材料的抗冲击性能,CaCO₃的填充可使复合材料在具有最小变形量的情况下吸收更多的冲击力。探究了STG剪切增稠和CaCO₃补强的作用机理,指出剪切增稠现象是由交联键的形成和分子链的缠结作用产生的,CaCO₃通过吸能阻裂,分散冲击力产生补强作用。