论文摘要
为了实现纳米CaCO3在纺织中的应用,本文通过添加分散剂和超声波作用的方法置备了纳米CaCO3的水性分散体系,全面深入地探讨了纳米CaCO3在水中的分散机理,并确定了较佳的分散条件,为纳米CaCO3在水性纺织材料中的应用奠定基础。初步选择多聚磷酸钠（SPP）、六偏磷酸钠（SHMP）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚乙烯醇（PEG400）、土温80（Tween 80）、壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）和聚丙烯酸钠（PAANa）这几种比较常见的分散剂,通过目测、测试纳米CaCO3的粒径和分散体系的稳定性,最终确定SDBS最适宜作纳米CaCO3在水中的分散剂。为了更好的分析SDBS作为分散剂时纳米CaCO3在水中分散的机理,测试了SDBS在纳米CaCO3表面的吸附量,吸附SDBS后,分散体系zeta电位的变化,以及吸附的稳定性。结果表明,SDBS可吸附在纳米CaCO3表面,吸附量随着SDBS溶液浓度的增大而增大,当浓度大于2g/L时,SDBS在纳米CaCO3表面的吸附达到饱和;pH对吸附量有一定影响,pH越大,吸附量越小;纳米CaCO3表面吸附SDBS后,分散体系的zeta电位变化很大;SDBS在纳米CaCO3表面的吸附是一个自发过程,吸附是比较稳定的。测试了不同超声波作用方式、超声波作用时间、分散剂用量和分散体系pH值时,纳米CaCO3的粒径和分散体系的稳定性,结合SDBS在纳米CaCO3表面的吸附情况,采用扩展的DLVO理论探讨了纳米CaCO3在水中的分散稳定机理,确定了分散效果较好的分散条件。结果表明,SDBS可通过提高粒子间的静电排斥力,空间位阻作用和水化膜作用来提高纳米CaCO3在水中的分散稳定性;当SDBS用量在0.5g/L～2g/L的范围,pH值在9附近,超声波细胞粉碎机作用10min时,纳米CaCO3在水中的分散较好,分散较稳定。最后针对被改性体系中的金属离子可能会破坏分散体系稳定性的问题,将KCl、MgCl2和AlCl3分别加入制备好的分散体系中,观察金属离子对分散体系稳定性的影响。结果表明,加入金属盐KCl、MgCl2和AlCl3,均会破坏分散体系的稳定性,分散体系的稳定性随着金属离子浓度的增大而降低;SDBS用量相同时,金属离子对不同pH的分散体系的破坏能力是相同的;在相同条件下,不同的金属离子对分散体系稳定性的破坏能力是不同的,破坏能力大小的顺序为Al3+>Mg2+>>K+;加入KCl时,SDBS用量越大,K+对分散体系稳定性的破坏作用越强烈;加入MgCl2或AlCl3时,SDBS用量越大,金属离子对分散体系稳定性的破坏作用越小;制备分散体系时,应根据分散体系的最终使用条件,来确定SDBS的用量。