1、论文框架论文框架研究目的及意义研究目的及意义论文实验工作内容论文实验工作内容结果及讨论结果及讨论结论结论123451 研究目的及意义研究目的及意义 钛白粉被公认为是世界上功能性最好的白钛白粉被公认为是世界上功能性最好的白色颜料，其折光指数在已知的白色颜料中是最色颜料，其折光指数在已知的白色颜料中是最高的。在实际应用中，未改性的钛白粉的分散高的。在实际应用中，未改性的钛白粉的分散性，耐候性等性能并不是很好，所以必须提高性，耐候性等性能并不是很好，所以必须提高它的性能，虽然生产工艺的改进和调整可以使它的性能，虽然生产工艺的改进和调整可以使二氧化钛缺陷的表现都有所降低，但依旧无法二氧化钛缺陷的表现都
2、有所降低，但依旧无法完全排除。因此，从各方面考虑与选择，必须完全排除。因此，从各方面考虑与选择，必须对制备产出的对制备产出的TiO2进行表面处理优化，以提高进行表面处理优化，以提高二氧化钛的应用性能。所以本文对钛白粉颜料二氧化钛的应用性能。所以本文对钛白粉颜料颗粒进行硅酸钠包膜改性，探究包膜改性对其颗粒进行硅酸钠包膜改性，探究包膜改性对其分散性的影响，为钛白粉的应用提供相应的实分散性的影响，为钛白粉的应用提供相应的实验依据。验依据。2 论文实验工作内容论文实验工作内容论文实验工作内容主要包括以下几方面：论文实验工作内容主要包括以下几方面：一、对钛白粉进行硅包膜改性、得到改性后的钛一、对钛白粉进
3、行硅包膜改性、得到改性后的钛白粉样品；白粉样品；二、光学显微镜二、光学显微镜2000倍倍率观察改性钛白粉与未倍倍率观察改性钛白粉与未改性钛白粉在无水乙醇中的分散性；改性钛白粉在无水乙醇中的分散性；三、沉降实验。三、沉降实验。将改性与未改性的钛白粉对比，观察其在无将改性与未改性的钛白粉对比，观察其在无水乙醇及去离子水中水乙醇及去离子水中0小时、小时、6小时、小时、12小时的小时的沉降现象；沉降现象；四、通过对改性后钛白粉吸油量、遮盖力的测量，四、通过对改性后钛白粉吸油量、遮盖力的测量，分析四个研究因素对包膜质量的影响，确定出分析四个研究因素对包膜质量的影响，确定出最佳包膜参数。最佳包膜参数。2
4、论文实验工作内容论文实验工作内容u 吸油量测量方法吸油量测量方法 把钛白粉样品放置于平板上，对其一边慢慢滴加亚麻油把钛白粉样品放置于平板上，对其一边慢慢滴加亚麻油一边压研，使亚麻油可以渗透进入钛白粉固体粉末的缝隙中。一边压研，使亚麻油可以渗透进入钛白粉固体粉末的缝隙中。重复上述步骤直到钛白粉与亚麻油呈团块状，此时，开始减慢重复上述步骤直到钛白粉与亚麻油呈团块状，此时，开始减慢亚麻油的滴加速度，并充分研磨。直至出现膏状物为止，此刻亚麻油的滴加速度，并充分研磨。直至出现膏状物为止，此刻所使用的亚麻油量就是吸油量。所使用的亚麻油量就是吸油量。计算：计算：吸油量是指每吸油量是指每100g样品所消耗的油
5、的质量。样品所消耗的油的质量。u 遮盖力测量遮盖力测量 指将钛白粉均匀的涂布在物体表面，使物体本来的颜色不指将钛白粉均匀的涂布在物体表面，使物体本来的颜色不能显示的最小的使用量，单位是能显示的最小的使用量，单位是g/m2。遮盖力测定方法：遮盖力测定方法：在天平上称取黑白格板重量，用小刷沾取颜料色装均匀纵在天平上称取黑白格板重量，用小刷沾取颜料色装均匀纵横交错地涂于黑白格板上，涂刷时不允许颜料色装在板的边缘横交错地涂于黑白格板上，涂刷时不允许颜料色装在板的边缘粘附，涂完后在日光灯下视线与板面倾斜成粘附，涂完后在日光灯下视线与板面倾斜成30度角观察，黑白度角观察，黑白格恰好被颜料色浆遮盖为止。将涂
6、有颜料色浆的黑白格板称重。格恰好被颜料色浆遮盖为止。将涂有颜料色浆的黑白格板称重。遮盖力计算公式如下：遮盖力计算公式如下：X=m1-m2 式中：式中：m1：涂刷颜料色裝后黑白格板的重量（：涂刷颜料色裝后黑白格板的重量（g）；）；m2：涂刷前黑白格板的重量（：涂刷前黑白格板的重量（g）。）。2 论文实验工作内容论文实验工作内容2.1 改性包膜实验步骤改性包膜实验步骤 用天平称取用天平称取15g未包膜的未包膜的TiO2，加入，加入120ml的去离子的去离子水将其溶解，将溶解的浆料搅拌均匀，加入质量为钛白粉水将其溶解，将溶解的浆料搅拌均匀，加入质量为钛白粉质量的质量的0.5%的六偏磷酸钠作为分散剂，
7、使钛白粉分散性的六偏磷酸钠作为分散剂，使钛白粉分散性加强，使用氢氧化钠对其进行加强，使用氢氧化钠对其进行pH值的调节，直到达到设值的调节，直到达到设定的定的pH值范围，用恒温水浴锅加热到实验所需的温度，值范围，用恒温水浴锅加热到实验所需的温度，并在整个实验过程中保持并在整个实验过程中保持pH值范围和温度不变，然后滴值范围和温度不变，然后滴加配置好的包膜剂硅酸钠溶液，边滴加边用电动搅拌机进加配置好的包膜剂硅酸钠溶液，边滴加边用电动搅拌机进行搅拌，反应完成后在室温条件下室温静置行搅拌，反应完成后在室温条件下室温静置2个小时，然个小时，然后使用抽滤机对其抽滤洗涤，再用烘干箱烘干（后使用抽滤机对其抽滤
8、洗涤，再用烘干箱烘干（95），），最后用研钵研磨、过筛。最后用研钵研磨、过筛。2 论文实验工作内容论文实验工作内容2.2 实验方案实验方案水水平平因素因素温度（温度（）时间（时间（h h）包膜剂量包膜剂量PHPH1 175751 14%4%7-87-82 280802 25%5%8-98-93 385853 36%6%9-109-104 490904 47%7%10-1110-11硅酸钠包膜改性钛白粉实验方案硅酸钠包膜改性钛白粉实验方案 3 结果及讨论结果及讨论3.1 光学显微镜观察样品在无水乙醇中分散性光学显微镜观察样品在无水乙醇中分散性a b图为未改性和改性的钛白粉在无水乙醇中光学显微图为
9、未改性和改性的钛白粉在无水乙醇中光学显微2000倍图（倍图（a为未改性钛白粉；为未改性钛白粉；b为改性钛白粉）。为改性钛白粉）。从上图可以看出在光学显微镜从上图可以看出在光学显微镜2000倍倍率观察下显示倍倍率观察下显示未改性的钛白粉在无水乙醇中团聚非常严重，改性后的钛未改性的钛白粉在无水乙醇中团聚非常严重，改性后的钛白粉在无水乙醇中分散性较好。白粉在无水乙醇中分散性较好。3 结果及讨论结果及讨论3.2 沉降行为表征沉降行为表征a b图为改性和未改性的钛白粉在各种溶剂中经超声震荡后图为改性和未改性的钛白粉在各种溶剂中经超声震荡后0小时的小时的分散情况（分散情况（a在去离子水中；在去离子水中；b
10、在无水乙醇中）在无水乙醇中）从上图可以看出刚经过超声震荡的钛白粉无论是改性从上图可以看出刚经过超声震荡的钛白粉无论是改性还是未改性，无论是在无水乙醇还是去离子水中都可以暂还是未改性，无论是在无水乙醇还是去离子水中都可以暂时分散，分散效果没有明显差别。时分散，分散效果没有明显差别。3 结果及讨论结果及讨论改性改性未改性未改性a b图为改性和未改性的钛白粉在各种溶剂中经超声震荡后图为改性和未改性的钛白粉在各种溶剂中经超声震荡后6小时的小时的分散情况（分散情况（a在去离子水中；在去离子水中；b在无水乙醇中）在无水乙醇中）从上图可以看出，从上图可以看出，6小时后，经改性后的钛白粉在水小时后，经改性后的
11、钛白粉在水中的分散性依然良好，但是未改性的钛白粉已经出现明显中的分散性依然良好，但是未改性的钛白粉已经出现明显沉降现象；而经改性后的钛白粉在无水乙醇中也出现不是沉降现象；而经改性后的钛白粉在无水乙醇中也出现不是很明显的沉降，未改性的则沉降非常明显。很明显的沉降，未改性的则沉降非常明显。3 结果及讨论结果及讨论去 离子水无 水乙醇无 水乙醇去 离子水 从上图可以看出，从上图可以看出，6小时时，经改性后的钛白粉在去小时时，经改性后的钛白粉在去离子水中仍然分散良好，而在无水乙醇中已经明显沉降，离子水中仍然分散良好，而在无水乙醇中已经明显沉降，12小时时，水中的改性钛白粉也开始出现沉降小时时，水中的改
12、性钛白粉也开始出现沉降。a b图为改性后的钛白粉在各种溶剂中的分散情况（图为改性后的钛白粉在各种溶剂中的分散情况（a为为6小时；小时；b为为12小时）小时）3 结果及讨论结果及讨论3.3通过吸油量及遮盖力的测量探究各因素对包通过吸油量及遮盖力的测量探究各因素对包 膜质量的影响膜质量的影响 u 时间时间 钛白粉的吸油量随时间增加从逐渐降低到有所上升，在包膜反应钛白粉的吸油量随时间增加从逐渐降低到有所上升，在包膜反应时间为时间为3小时时吸油量的值最小，原因是从小时时吸油量的值最小，原因是从1小时到三小时随着时间的小时到三小时随着时间的增加钛白粉表面的包膜越加均匀，但是当时间超过增加钛白粉表面的包膜
13、越加均匀，但是当时间超过3小时后，包膜的小时后，包膜的反应基本停止，但是随着外界的强烈搅拌，使得已经包好的膜遭到破反应基本停止，但是随着外界的强烈搅拌，使得已经包好的膜遭到破坏，使吸油量有所回升。坏，使吸油量有所回升。3 结果及讨论结果及讨论 图是包膜时间对改性后钛白粉遮盖力的影响。从图中的变化我们图是包膜时间对改性后钛白粉遮盖力的影响。从图中的变化我们可以分析得出，钛白粉的遮盖力是随着反应时间的增加而减弱的。原可以分析得出，钛白粉的遮盖力是随着反应时间的增加而减弱的。原因就是伴随着反应时间的增加，二氧化硅在钛白粉表面就包裹得越致因就是伴随着反应时间的增加，二氧化硅在钛白粉表面就包裹得越致密，
14、从而使得钛白粉的遮盖力受到影响而降低，可见对钛白粉进行包密，从而使得钛白粉的遮盖力受到影响而降低，可见对钛白粉进行包膜改性也是有缺点的。膜改性也是有缺点的。3 结果及讨论结果及讨论u温度温度 从图中的变化我们可以分析得出，当温度从从图中的变化我们可以分析得出，当温度从75增加到增加到80时，吸油量时，吸油量基本不变，这是因为在这个温度区间，硅酸钠对钛白粉的包膜效果并不明显，基本不变，这是因为在这个温度区间，硅酸钠对钛白粉的包膜效果并不明显，甚至没有反应；当温度从甚至没有反应；当温度从80增加到增加到85时，吸油量急速降低，说明在时，吸油量急速降低，说明在85时钛白粉的包膜质量是最好的；当温度从
15、时钛白粉的包膜质量是最好的；当温度从85增加到增加到90时，吸油量变化很时，吸油量变化很小，说明随着温度升高包膜质量并没有变化小，说明随着温度升高包膜质量并没有变化。3 结果及讨论结果及讨论 从图中不难看出钛白粉的遮盖力是随着温度的增加而减小的，当温度较从图中不难看出钛白粉的遮盖力是随着温度的增加而减小的，当温度较低时，钛白粉表面包覆的膜比较疏松，对钛白粉遮盖力的影响较小，但是随低时，钛白粉表面包覆的膜比较疏松，对钛白粉遮盖力的影响较小，但是随着温度增加钛白粉的膜越来越致密，使得遮盖力下降。但是在温度从着温度增加钛白粉的膜越来越致密，使得遮盖力下降。但是在温度从85增增加到加到90期间，遮盖力
16、的变化不大，是因为当温度高于期间，遮盖力的变化不大，是因为当温度高于85后，钛白粉表面后，钛白粉表面的包膜状况基本没有变化。的包膜状况基本没有变化。3 结果及讨论结果及讨论u包膜剂量包膜剂量 从图中不难看出钛白粉吸油量随着包膜剂量的增加而升高，这个说明在从图中不难看出钛白粉吸油量随着包膜剂量的增加而升高，这个说明在4%到到7%的区间，包膜剂浓度越大对包膜反应越有利。的区间，包膜剂浓度越大对包膜反应越有利。3 结果及讨论结果及讨论 从图中不难看出钛白粉的遮盖力随着包膜剂量的增加而降低，原因是当从图中不难看出钛白粉的遮盖力随着包膜剂量的增加而降低，原因是当包膜剂量较低的时候，改性后的钛白粉表面包膜
17、不连续均匀，会出现很多的包膜剂量较低的时候，改性后的钛白粉表面包膜不连续均匀，会出现很多的空隙，这些空隙对光线进行多次反射后使得遮盖力增加，但是随着包膜剂量空隙，这些空隙对光线进行多次反射后使得遮盖力增加，但是随着包膜剂量的增加，包膜越来越均匀，遮盖力就减小，但是在的增加，包膜越来越均匀，遮盖力就减小，但是在5%到到6%期间，遮盖力变期间，遮盖力变化不大，说明这期间包膜质量变化不大。化不大，说明这期间包膜质量变化不大。3 结果及讨论结果及讨论upH 从图中不难看出从图中不难看出pH在在7-8之间时，钛白粉的吸油量不断降低，之间时，钛白粉的吸油量不断降低，在在8-9时最低，在时最低，在9-11区
18、间，钛白粉吸油量随着区间，钛白粉吸油量随着pH增加而增加，增加而增加，这是由于在钛白粉包膜改性的反应中，这是由于在钛白粉包膜改性的反应中，pH值对钛白粉的分散性值对钛白粉的分散性有很大的影响，当有很大的影响，当pH值为值为8-9时钛白粉的分散性最好，故其包膜时钛白粉的分散性最好，故其包膜质量也最佳，吸油量自然最低。质量也最佳，吸油量自然最低。3 结果及讨论结果及讨论 从图中不难看出从图中不难看出pH在在7-8之间时，钛白粉的遮盖力不断降低，在之间时，钛白粉的遮盖力不断降低，在8-10时时最低，在最低，在10-11区间，钛白粉遮盖力随着区间，钛白粉遮盖力随着pH增加而增加，这是增加而增加，这是p
19、H通过影响钛通过影响钛白粉的分散性从而影响包膜质量，即分散性越好，钛白粉表面膜层越均匀，白粉的分散性从而影响包膜质量，即分散性越好，钛白粉表面膜层越均匀，遮盖力就越低。遮盖力就越低。4 结论结论4.1 光学显微镜观察样品在无水乙醇中分光学显微镜观察样品在无水乙醇中分 散性散性 在光学显微镜在光学显微镜2000倍倍率观察下显示未改性的钛白倍倍率观察下显示未改性的钛白粉在无水乙醇中团聚非常严重，改性后的钛白粉在无水粉在无水乙醇中团聚非常严重，改性后的钛白粉在无水乙醇中分散性较好。乙醇中分散性较好。4.2 沉降实验沉降实验 综上分析可知，改性后的钛白粉相比未改性的钛白综上分析可知，改性后的钛白粉相比未改性的钛白粉无论是在去离子水中还是在无水乙醇中的分散性都得粉无论是在去离子水中还是在无水乙醇中的分散性都得到改善提高，但是改性后的钛白粉在去离子水中的分散到改善提高，但是改性后的钛白粉在去离子水中的分散性比在无水乙醇中的分散性稳定。性比在无水乙醇中的分散性稳定。4 结论结论4.3 吸油量及遮盖力检测结论吸油量及遮盖力检测结论 通过对上述测量指标分析确定出最佳包膜通过对上述测量指标分析确定出最佳包膜工艺参数为：包膜温度工艺参数为：包膜温度85，包膜剂量为，包膜剂量为5%，反应时间为反应时间为3小时，小时，pH值为值为8-9。
