六钛酸钾晶须的表面处理及其在高分子材料中的应用

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1、2007.No.12(总第150期)六钛酸钾晶须的表面处理及其在高分子材料中的应用陈绪煌凌秀菊卢丽红湖北工业大学化学与环境工程学院湖北武汉430068摘要：六钛酸钾晶须是一种高性能、多用途的合成纤维。本文介绍了六钛酸钾晶须结构、性能、制备方法；重点综述了其表面处理及其在高分子材料中的应用。并指出它的低成本制造、高性能化表面处理和低损伤加工工艺是今后研究的重点。关键词：六钛酸钾晶须表面处理应用复合材料晶须改性复合材料研究己成为复合材料极为活跃的分子数为2。六钛酸钾晶体结构中，Ti的配位数为的领域之一，但大部分高品质的晶须(如SiC

2、、Si3N4等)6，以TiO6八面体通过共棱和共面连结而成连锁的隧++价格昂贵，极大地限制了它们的应用。近年来，由于钛道式结构，K离子居于隧道中间，与环境隔开，使K离酸钾晶须(K2O·nTiO2，potassiumtitanatewhisker，简称子不具备化学活性，并具备许多独特性能。PTW)在制造成本上取得了较大突破，使其价格相对低[1，2]廉，加之钛酸钾晶须与聚合物的复合效果较好，所制得1.2性能的复合材料易于加工，目前主要用于制造树脂基功能六钛酸钾具有良好的化学稳定性，化学性质非常+复合材料，其应用已覆盖复合材料增强剂、摩

3、擦材料、活泼的K离子被隧道状的TiO6八面体包覆，从而大大+隔热材料、绝缘材料及触媒载体等许多领域。但由于降低了K离子的化学活性，使得六钛酸钾能在稀酸溶PTW本身细小(直径0.5～1.5μm，长度30～50μm)，表液中稳定，甚至强碱性溶液在高温下亦十分稳定。六钛面具有很强的亲水性，导致其易团聚，与有机基体的润酸钾晶须几乎可以在任何气氛下使用，性能稳定，表现湿性较差，因此作为高分子材料的改性剂时必须对在不吸潮，一般情况下不与酸、碱和盐起化学反应，不PTW的表面进行改性。溶于有机溶剂等，但一般要经过表面处理后使用。六钛酸钾晶须的导热

4、系数较小，室温下为5.4W1六钛酸钾晶须的结构与性能M.K，800℃时则只有1.7WM.K，即具有负的温度系数，1.1结构可用作优异的隔热材料。与传统石棉隔热材料相比，六钛酸钾晶须是指一类化学式为K2O·nTiO2或钛酸钾晶须具有以下显著特点：无毒无害，性能稳定；K2Ti2O2n+1的微型外观为针状晶体的无机化合物，式中使用温度高，使用温度可达1000℃；使用寿命长；无n=6时为六钛酸钾晶须。“灰化”现象产生，不污染环境等。六钛酸钾属于单斜晶系，属于C2m点群，晶胞由于晶须的直径小，容纳不下使晶体削弱的空隙、参数为a=15.582

5、，b=3.820，c=9.112，β=99.761，晶格中位错和不完整等缺陷，六钛酸钾晶须还具有良好的机械性能，主要用于塑料、轻金属等的增强材料，晶须的————————————————————————直径为微米级，断面呈多角形，没有显著的疲劳效应，作者简介：陈绪煌，1971年出生，博士，讲师主要从事聚合物的结构在切断、磨粉或其它的施工操作中，不会降低其强度，与性能、光固化材料及密封功能材料的研制与开发，已发表科研论也不会改变其性能。一般说来，六钛酸钾纤维有一定文20多篇。2007.1253JANUARYFEBRUARY新材料新

6、技术3的韧性，质轻，堆比重较小，为0.1～0.3gcm,而钛酸即先通过烧结工艺制得四钛酸钾晶须，经酸或水处理钾晶须则存在脆性，易断裂，质重，堆比重为0.4～0.7，后，得到组成为K2O·6TiO2·nH2O的无定形非晶相物六钛酸钾晶须更容易与基体材料混合均匀，用于制造质，再通过二次烧结得到六钛酸钾晶须。但过程复杂，复合材料。另外，六钛酸钾晶须还具有高温吸音的特产出率低，成本高。因而研究新的合成方法很有必要。[4]殊性能。胡恒瑶等人研究了以碳酸钾和偏钛酸为原料，通过喷雾干燥工艺制得煅烧反应前驱体，一步烧结制备2六钛酸钾晶须的制造方法

7、高质量六钛酸钾晶须的新工艺。其中Ti02与K2CO3的六钛酸钾晶须一般是二氧化钛等的钛源化合物和摩尔比为5.5，煅烧温度为1150℃,保温时间为10h氧化钾等的钾源化合物，按一定摩尔比定量混合，添加时，用喷雾干燥-烧结法一次煅烧可以直接合成长径比必要的熔剂成分，800～1300℃烧成后溶解，冷却制造而大于10，形貌优良的六钛酸钾晶须。[5]成。其化学反应式为：俞刚等人利用微波辅助合成法，在微波热效应和nTiO2+K2O=K2O·nTiO2非热效应的作用下，可以快捷、经济地制备出系列钛酸六钛酸钾晶须的生产方法主要有：烧结法、KDV钾

8、晶须.当TiK=4，Fe3O4为介质，微波辐射20min时，法、熔融法、助溶剂法、溶体法、水热法、急冷烧结结晶可合成出高结晶度的K2Ti6Ol3晶体粉末。[3]法、缓冷烧结结晶法等。下面将各种生产方法分述如下：3六钛酸钾晶须表面处理烧结法。以碳酸钾