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優(yōu)化納米二氧化鈦的改性方法

導讀:天津津騰實驗設備有限公司對納米二氧化鈦的改性方法進行了優(yōu)化。研究了環(huán)形反應器類型、反應溫度、pH對納米二氧化鈦改性效果的影響。


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2019-08-15 09:58【大 中 小】
1概述
本文天津幾天實驗設備有限公司研究了環(huán)形反應器類型，反應溫度，PH對納米二氧化鈦改性效果的影響。納米二氧化鈦粒徑極小，比表面積大，表面活性增強，極易發(fā)生團聚，影響了其理化性質的發(fā)揮，降低了它在有機體系中的分散性能，嚴重影響了納米粒子優(yōu)異特性的發(fā)揮和復合材料的性能。因此，在納米二氧化鈦應用過程中,必須對二氧化鈦進行改性，來提高它在有機體系中的分散性。環(huán)形反應器是一種通過外加機械能強制流體作定向的、有規(guī)則的循環(huán)流動，并在流動中完成混合、傳質、傳熱和化學反應的反應器。近年來，環(huán)形反應器以結構簡單，傳熱傳質性能良好、生產(chǎn)強度高等優(yōu)點在高分子合成工業(yè)、生物化學工業(yè)和石油化工業(yè)等領域中越來越引起人們的重視。
對于本文而言，環(huán)形反應器具有以下優(yōu)點：
(1)環(huán)形反應器內(nèi)有較高的湍流強度，十分有利于反應物的分散，有利于提高反應物的利用率，且不易產(chǎn)生熱點和死角。
(2)環(huán)形反應器內(nèi)流體以高速循環(huán)形式流動，可以防止或降低反應物或其他污垢在管壁上的沉積和結塊。
(3)環(huán)形反應器內(nèi)流體高速循環(huán)增大了流體傳熱系數(shù)，有效地提高了傳熱速率，降低了生產(chǎn)能耗。

2主要儀器和設備
雙輥開煉機，X(S)K-160，無錫市創(chuàng)成橡膠有限公司；平板硫化機，250kN，青島華天鑫工貿(mào)有限公司；環(huán)形反應器，實驗室自制；柔性電加熱套，GRY-T，天津華誠展宇科技發(fā)展有限公司；隔膜真空泵，GM-0.33A，天津津騰實驗設備有限公司；智能溫度控制器，HS-602，寧?？h化深電子廠；蠕動泵，BT100-2J，保定蘭格恒流泵有限公司；場發(fā)射掃描電子顯微鏡，S-4800-I，日本HITACHI公司；掃描電子顯微鏡，JSM-6380，日本電子株式會社；馬爾文粒度儀，2000，英國馬爾文儀器有限公司；彎曲拉伸試驗機，AG-2000，日本島津公司。

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3二氧化鈦改性實驗
稱取一定量的納米二氧化鈦、六偏磷酸鈉、乙二醇及水，混合均勻后加入到環(huán)形反應器內(nèi)，連接好天津津騰隔膜泵，確保將接口密封良好，無滴漏現(xiàn)象。利用蠕動泵將30ml0.05g/mlAl2(SO4)3溶液在1h滴加完。調節(jié)柔性加熱套加熱溫度，保證反應器內(nèi)溫度穩(wěn)定，反應1h后，經(jīng)分離、干燥，得到改性后的二氧化鈦。

4反應器類型對粒徑的影響
納米二氧化鈦改性實驗使用的傳統(tǒng)反應器為三口燒瓶或者四口燒瓶，這是一種最為簡單、方便、經(jīng)濟的方式。但是，在反應器內(nèi)，二氧化鈦漿液在攪拌過程中容易打旋，造成改性過程中局部pH和溫度不穩(wěn)定，影響改性效果?，F(xiàn)使用實驗室自制的環(huán)形反應器，用天津津騰隔膜泵代替電動攪拌器，用蠕動泵代替滴液漏斗，用柔性加熱套代替普通加熱套。2種反應設備得到的改性納米二氧化鈦的平均粒徑分布如圖2所示。

                                     圖2三種改性納米二氧化鈦粒徑分布圖
由圖2可知，未改性納米二氧化鈦的粒徑分布范圍較寬，經(jīng)改性以后，粒徑分布范圍變窄。環(huán)形反應器改性納米二氧化鈦粒徑范圍比傳統(tǒng)反應器粒徑范圍要窄，分散效果要好。這是因為：
(1)環(huán)形反應器利用循環(huán)泵強制二氧化鈦漿液在環(huán)管中循環(huán)，利用漿液的強制湍流過程進行混合，混合更加充分，有效地防止了液體局部pH及溫度不穩(wěn)定的情況發(fā)生；
(2)環(huán)形反應器通過使用蠕動泵加料，可以精準地控制硫酸鋁的進量，分散效果更加理想；
(3)環(huán)形反應器表面積大，受熱更均勻，有效地防止納米二氧化鈦漿液反應過程中，反應器內(nèi)部反應溫差較大的情況。

5結論
對納米二氧化鈦進行表面改性，可以減小固體粒子之間的極性，起到了在基體中提高分散性的作用。實驗結果表明：納米二氧化鈦最佳的改性溫度為80℃，pH為10。并且環(huán)形反應器比傳統(tǒng)反應器有更好的改性效果。從結果可以，看出納米二氧化鈦經(jīng)改性后，粒徑分布更加均勻，能夠很好地分散在PVC。
以上內(nèi)容僅供參考。