硅系与钛系纳米 浆料 助剂性能对比

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1、硅系与钛系纳米浆料助剂性能对比硅系与钛系纳米浆料助剂性能对比2010-06-2218:01硅系与钛系纳米浆料助剂性能对比自2004年全国浆料浆纱年会以来,纳米浆料助剂发展迅速,应用范围也不断扩大。纳米浆料助剂有乳液型、溶胶型、溶液型、乳胶液型以及固体型,前二种都以纳米材料为主体,后三种是纳米浆料助剂。纳米材料作为添加剂成分或在丙烯浆料聚合过程中加入,或与丙烯浆料相混合,或添加到可以相混的其他浆料中,前二种是真正的纳米浆料助剂,后三种是用纳米材料改性的浆料,为了与乳液型纳米浆料助剂相区分,将添加纳米材料的

2、丙烯乳液浆料暂时起名为乳胶液型纳米浆料助剂。目前市场上涌现出来的纳米材料品种比较多,其中关于以无机氧化物TiO2和SiO2制得的纳米浆料助剂性能的对比,尚未有报道,为此根据试验使用效果加以浅议。1纳米浆料助剂基本性能样品1为以比表面积(m3/g)是200粒经的SiO2纳米材料(安徽科纳新材料有限公司)为主体制得的纳米浆料助剂,产品代号为F;样品2为以粒经≤50nm的TiO2为纳米材料(安徽科纳新材料有限公司)制得的纳米浆料助剂,产品代号为L;样品3TiO2与样品2相同。不同之处在于使用不同的分散剂体系(

3、表面处理剂),产品代号为K。纳米浆料助剂基本性能见表1。由表1可知,三种样品除含固量接近外,其余六项基本性能各不相同。样品3纳米粒子分散最细。样品2次之,样品1最次;粘度样品1原液最大,但当浓度降至3%时,粘度最小。关于长期储存性,原液粘度大未必不好,应该说有利于浆液稳定。样品3长期储存有少量沉淀,为此在使用前要求用高速剪切机搅拌半小时,而样品2和样品1无此项要求。样品2与样品3采用的纳米材料虽相同,但使用的分散剂(即纳米粒子表面修饰剂)不同,因而从外观到应用性也有所差别。2纳米浆料助剂对变性淀粉性能的

4、影响参考文献[1]中,就纳米浆料助剂对淀粉浆料性能的影响作过全面探讨,本文仅略作部分粗略的浅议。纳米浆料助剂对木薯变性淀粉浆料浆液性能的影响见表2。3纳米浆料助剂对酸解玉米淀粉浆料性能的影响(见表3)(1)由表2、表3看出,不论是木薯变性淀粉还是玉米酸解淀粉,淀粉浆中加入纳米浆料助剂对浆液粘度没有明显影响,但都会提高浆液粘度的热稳定性;?(2)由表2看出,对没有凝胶性的的木薯变性淀粉来说,加入TiO2系纳米浆料助剂对浆液凝胶性影响轻微,加入SiO2系纳米浆料助剂略有影响,且随用量增加,凝胶性增加,因而为

5、防止浆液凝胶,需保持一定温度或不停地搅拌浆液,并控制一定用量。以免浆液凝胶冻结在管道中;(3)浆液中加入纳米浆料助剂后,防霉性都有不同程度的提高。玉米酸解淀粉中加入TiO2系纳米浆料助剂后,防霉性的提高强于SiO2系,而木薯变性淀粉中加入SiO2系纳米浆料助剂后,防霉性优于TiO2。分析原因,可能SiO2的表面修饰剂与木薯淀粉上的腈基(C≡N)对防霉性有协同作用;(4)相同的纳米材料,采用不同的分散剂制得的助剂,它们对浆液的抗凝胶性、防霉性都有差异。因此要制得性能良好的纳米浆料助剂,应该优选甚至组合好分

6、散剂,以符合浆纱工艺要求。4纳米浆料助剂对淀粉浆液的粘着力影响(见表4)由表4可知:(1)玉米酸解淀粉加纳米浆料助剂后,明显提高了对棉、对涤/棉混纱粗纱的粘着力,对涤/棉粘着力提高的幅度,高于对纯棉的粘着力。(2)样品1SiO2与样品3Ti系比较。加1号样品的淀粉浆对涤/棉粘着力的提高优于3号样品。(3)不论样品1还是样品3,纳米浆料助剂对淀粉浆的添加量3.3%,粘着力高于5%的添加量,说明纳米浆料助剂用量并非愈多愈好。3.3%的用量相当生产实践中每桶浆75kg玉米变性淀粉加纳米浆料助剂2.5kg。淀粉

7、浆加入纳米浆料助剂后能对粘着力大幅提高。分析原因不论SiO2还是TiO2表面积很大,表面布满了活性很强的硅醇基(Si-OH)或钛醇基(Ti-OH)。它们既可与淀粉上的羟基(-OH)氢键结合,也可与纤维上的羟基结合。制SiO2、TiO2系纳米浆料助剂的分散剂,不是一般的表面活性剂,主体是能对SiO2、TiO2表面改性的修饰剂(简称表面改性剂或表面修饰剂),它们柔韧的分子链的一端可与SiO2、TiO2表面的羟基结合。另一端或为另一种极性基团能增加对纤维上的羟基结合力,或为非极性基团,与纤维上的酯基具有亲和性

8、。?因此淀粉浆中加入纳米浆料助剂后,粘附力能大为提高。纳米颗粒依靠它的微尺寸,能渗入到浆液的各个方面,在浆液的干燥成膜过程中,则形成了以纳米材料为中心的联结网络。所以浆膜强力高韧性好。SiO2中的Si原子与TiO2的Ti原子,由于分子结构的关系均处于浆膜的表面,故浆膜表面摩擦系数低,浆膜显得十分光滑。(4)纳米浆料助剂对淀粉浆膜强伸度的影响见表5。由表5看出,变性淀粉中添加了3.3%的纳米浆料助剂后,浆膜强度有所提高,浆膜伸长有所增加。纳米

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