优化纳米二氧化钛的改性方法

导读:天津津腾实验设备有限公司对纳米二氧化钛的改性方法进行了优化。研究了环形反应器类型、反应温度、pH对纳米二氧化钛改性效果的影响。

来源：未知发布日期：2019-08-15 09:58【大中小】

1概述
本文天津几天实验设备有限公司研究了环形反应器类型，反应温度，PH对纳米二氧化钛改性效果的影响。纳米二氧化钛粒径极小，比表面积大，表面活性增强，极易发生团聚，影响了其理化性质的发挥，降低了它在有机体系中的分散性能，严重影响了纳米粒子优异特性的发挥和复合材料的性能。因此，在纳米二氧化钛应用过程中,必须对二氧化钛进行改性，来提高它在有机体系中的分散性。环形反应器是一种通过外加机械能强制流体作定向的、有规则的循环流动，并在流动中完成混合、传质、传热和化学反应的反应器。近年来，环形反应器以结构简单，传热传质性能良好、生产强度高等优点在高分子合成工业、生物化学工业和石油化工业等领域中越来越引起人们的重视。
对于本文而言，环形反应器具有以下优点：
(1)环形反应器内有较高的湍流强度，十分有利于反应物的分散，有利于提高反应物的利用率，且不易产生热点和死角。
(2)环形反应器内流体以高速循环形式流动，可以防止或降低反应物或其他污垢在管壁上的沉积和结块。
(3)环形反应器内流体高速循环增大了流体传热系数，有效地提高了传热速率，降低了生产能耗。

2主要仪器和设备
双辊开炼机，X(S)K-160，无锡市创成橡胶有限公司；平板硫化机，250kN，青岛华天鑫工贸有限公司；环形反应器，实验室自制；柔性电加热套，GRY-T，天津华诚展宇科技发展有限公司；隔膜真空泵，GM-0.33A，天津津腾实验设备有限公司；智能温度控制器，HS-602，宁海县化深电子厂；蠕动泵，BT100-2J，保定兰格恒流泵有限公司；场发射扫描电子显微镜，S-4800-I，日本HITACHI公司；扫描电子显微镜，JSM-6380，日本电子株式会社；马尔文粒度仪，2000，英国马尔文仪器有限公司；弯曲拉伸试验机，AG-2000，日本岛津公司。

天津津腾GM-0.33A隔膜真空泵
3二氧化钛改性实验
称取一定量的纳米二氧化钛、六偏磷酸钠、乙二醇及水，混合均匀后加入到环形反应器内，连接好天津津腾隔膜泵，确保将接口密封良好，无滴漏现象。利用蠕动泵将30ml0.05g/mlAl2(SO4)3溶液在1h滴加完。调节柔性加热套加热温度，保证反应器内温度稳定，反应1h后，经分离、干燥，得到改性后的二氧化钛。

4反应器类型对粒径的影响
纳米二氧化钛改性实验使用的传统反应器为三口烧瓶或者四口烧瓶，这是一种最为简单、方便、经济的方式。但是，在反应器内，二氧化钛浆液在搅拌过程中容易打旋，造成改性过程中局部pH和温度不稳定，影响改性效果。现使用实验室自制的环形反应器，用天津津腾隔膜泵代替电动搅拌器，用蠕动泵代替滴液漏斗，用柔性加热套代替普通加热套。2种反应设备得到的改性纳米二氧化钛的平均粒径分布如图2所示。

图2三种改性纳米二氧化钛粒径分布图
由图2可知，未改性纳米二氧化钛的粒径分布范围较宽，经改性以后，粒径分布范围变窄。环形反应器改性纳米二氧化钛粒径范围比传统反应器粒径范围要窄，分散效果要好。这是因为：
(1)环形反应器利用循环泵强制二氧化钛浆液在环管中循环，利用浆液的强制湍流过程进行混合，混合更加充分，有效地防止了液体局部pH及温度不稳定的情况发生；
(2)环形反应器通过使用蠕动泵加料，可以精准地控制硫酸铝的进量，分散效果更加理想；
(3)环形反应器表面积大，受热更均匀，有效地防止纳米二氧化钛浆液反应过程中，反应器内部反应温差较大的情况。

5结论
对纳米二氧化钛进行表面改性，可以减小固体粒子之间的极性，起到了在基体中提高分散性的作用。实验结果表明：纳米二氧化钛最佳的改性温度为80℃，pH为10。并且环形反应器比传统反应器有更好的改性效果。从结果可以，看出纳米二氧化钛经改性后，粒径分布更加均匀，能够很好地分散在PVC。
以上内容仅供参考。

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