纳米ZnO整理剂的改性分散工艺研究

图 ３ Ｐ Ｓ用 量 对 纳 米 Ｚ Ｏ 分散 的影 响 ＡＳ ｎ
２１３ Ｐ ． ． ＡＡＳ用 量 的 选 定
Ｐ ＡＳ分子 链 上 含 有 较 多 的羧 酸 钠 亲水 基 团 ， Ａ 当低 聚丙烯 酸钠 的亲水 基 吸附 在 纳米 氧 化 锌表 面 ，
使 得纳米 Ｚ Ｏ表 面张 力大 大降 低 ， 效地 减 弱 了聚 ｎ 有 集 的倾 向 ； 一 方 面 ， 其 表 面 形 成 了一 层 负 电 另 在
Ｋ －０ Ｈ ５ 水解生成的硅羟基与纳米 Ｚ Ｏ颗粒表 ７ ｎ
图 ２ ｐ 值 对 纳米 Ｚ Ｏ 分 散 的影 响 Ｈ ｎ
面存在 的羟基 形成 氢 键 ， 最后 形 成 一 层 单 分 子覆 盖
２ １ ２ ｐ 值 的 选 定 ． ． Ｈ
膜， 减小 了表 面 能 Ｊ 由 图 ４可 知 ， Ｈ一７ 。 Ｋ ５０对 纳 米
Ｐ Ｓ ｍＬＫ ＡＡ ／ Ｈ￣７ ／ 一０ ｍ ａ ｉ ／ Ｌ 上层清液体 ０ ｍＬＯＰ１／ Ｌ Ｎ ＳＯ３ ｍ
Ａ
１ ３ ２ ．
有很 好 的分散 体系 ， 同分 散剂 Ｐ Ｓ类 似 ， 系静 置 ＡＡ 体
４ ｈ未 见沉 淀 。 ８
２ ３
Ｂ
０． ８
Ｃ
１２ ．
２． ． 超 声 时 间 的 选 定 １１
超声 分散 是 降低 纳 米粒 子 团 聚 的有 效 方 法 ， 利
用超 声空 化时 产生 的局部 高 温 、 压 或 强 冲击 波 和 高 微射 流等 作用 ， 可大 幅度地 弱 化 纳 米 粒 子 问 的纳 米
作用 能 ， 效地 防止 纳米粒 子 团聚而使 之充 分分 散 。 有
１ ２
非织造布
第１ ８卷第 ２ 期
锌 进行 表 面改性 分散 ， 并通 过 超声 探 索 纳米 氧 化 锌 分 散 的最佳 工艺 条件 。
１ ３ 纳米粒 径分布 及 形貌测试 ． 用 Ｈ Ｐ ０ １激 光 粒 度仪 测 试 纳 米 Ｚ Ｏ 分散 Ｐ Ｓ５ ０ ｎ 液 中粒 子 的粒 径及 分 布 情 况 ； Ｔ Ｍ 观 察 粒 径 形 用 Ｅ 貌 ， 试条 件 ： 速 电压 ２ ０ Ｖ， 分 辨 率 ０ ２ ｎ 测 加 ０ｋ 点 ．４ ｍ，
由图 ２可 看 出 ： 随着 ｐ 值 的 增 大 ， 淀 量 减 Ｈ 沉 少， ｐ 当 Ｈ值 在 ９—１ 间时 ， 系趋 于 稳 定 。而在 ０之 体 ｐ 值 为 ８时 ， Ｈ 体系 的稳 定 性 最 差 ， 因为这 时候 Ｚ Ｏ ｎ
颗粒有很好的分散作用 ， 当加到 １ ０ Ｌ时 ， ．ｍ 分散效
颗 粒表 面无 化学 结合 的异 质包 覆层 ， 纳米 Ｚ Ｏ 的表 ｎ 面能 大 大 下 降 ， 利 于 纳 米 分 散 。 由 图 ５可 看 出 ， 有 ２ ｍＬ水 体 系 中加 人 ３ ２ Ｌ Ｎａ ｉ ３可 使 纳 米 Ｚ Ｏ ０ ． ｍ ＳＯ ｎ
表 １ Ｌ （ 正 交 实 验 结 果 与 分 析 。３ ）
程友 刚 ， 帅： 徐 纳米 Ｚ Ｏ整理 剂的改性 分散 工艺研 究 ｎ
１ ３
２ １ ５ 分散 剂５０因素 Ｂ， 得 出纳 米 Ｚ Ｏ Ｈ－７ 故 ｎ 改 性 分 散 优 化 方 案 为 Ａ Ｂ Ｄ２ ３ 即 在 １０ ２２ Ｃ ， ０ ｍＬ ０５ ． ％纳 米 Ｚ Ｏ 体 系 中 加 人 ４ ０ Ｌ Ｐ ｎ ． ｍ ＡＡＳ １０ Ｌ 、．ｍ
ＫＨ 一 ７ ３ ０ Ｌ ５ ０、 ． ｍ ＯＰ一 ０、 ０ｍ Ｌ ｇ １ ２． ４０ ／Ｌ ａ ｉ 。 Ｎ Ｓ Ｏ３
硅 酸 钠 （ ＳＯ － Ｈ Ｏ，０ ／ 水 解 生 成 的水 Ｎａ ｉ ３ ９ ２ ４ ｇ Ｌ）
合 二氧 化硅沉 积到 纳米 Ｚ Ｏ 表 面 ， 成 与纳 米 Ｚ Ｏ ｎ 形 ｎ
Ｄ
２． ０
ｇ Ｌ Ｖｍ
４． ０ ４． ８
论 ，ｅ Ｚｔ ａ电位最低 时 ， 粒表 面双 电层 之 间的斥 力小 颗 于颗粒 之 间的引力 ， 此时 体系最 不稳定 ， 粒 团聚最 颗 为严重 。
线 分辨率 ０ １ｎ ．４ ｍ。
２ 结 果 与 分 析
２ １ 单 因素分 散结 果 ．
分散剂ｒ Ａ Ｊ入量 ／ Ａ Ｓ￣ Ｊ ｍＬ
果 最好 ， 的偶 联剂使 沉 淀增 多 ， 体 系是 在 ｐ 为 多 本 Ｈ ９条件 下分 散 ， 多 的 Ｋ ５０水 解 和 自聚合 速度 都 过 Ｈ一７ 很快， 自聚生产 的大 分子 不利 于分散 。
的 Ｚ ｔ 电位最低 ， ｅ ａ Ｊ根据胶体稳 定性 的 Ｄ Ｖ Ｌ Ｏ理
２１ （ ０ ０年 总第 ７ ） ８期
大分子 会相互 缠 绕而 引起纳 米 Ｚ Ｏ絮凝 。 ｎ
声 时 间过 长 ， 系破 乳 ， 利 于 Ｚ Ｏ微 粒 的分 散 稳 体 不 ｎ
定， 故本文 选定 １ｍｉ ５ ｎ为较 优超 声 时间 。
图 ４ 偶联 剂 ＫＨ－ ０用量 对 纳 米 Ｚ Ｏ分 散 的 影 响 ５ ７ ｎ
２ １ ４ 偶 联 剂 ＫＨ．７ 用 量 的 选 定 ．． ５０
体系越 来越 稳 定 ， 当滴 加 到 ４ Ｌ 时 ， 散 最 好 。但 ｍ 分
过多 的 Ｐ ＡＳ不 利 于 分 散 ， 是 因为 过 多 的 Ｐ Ａｓ Ａ 这 Ａ
由图 １ 看 出 ， 可 开始 随着 时 间 的延 长 沉 淀量 显 著 减 少 ， 超 过 ２ ｍｉ 但 ０ ｎ后 ， 沉淀 量开 始 增 多 ， 是 因 为超 这
图 １ 超 声 时 间 对 纳米 Ｚ Ｏ分 散 的影 响 ｎ
保 护层 ， 负电荷 间 的排斥 力 阻止 了微 粒 间相 互碰 撞
的几 率 ， 而且 Ｐ ＡＳ多余 的亲水基 团伸 向外 面 ， Ａ 使纳 米 Ｚ Ｏ具 有 很 好 的水 分 散 性 。 由 图 ３可 知 ， 着 ｎ 随
Ｐ Ｓ量 的增 加刻 度 试 管 上 层 清 液 减 少 明显 ， 明 ＡＡ 说