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tio2是zui常用的白色颜料，广泛用于涂料、塑 料、橡胶、纸张、陶瓷、化妆品与纺织工业。随着人们对环境的日益关注，水性环保涂料倍受青睐，而tio2作为一种的白色颜料，如何更好地应用于水性涂 料是当今研究的课题。水分散性是tio2在水性涂料中应用的一个很重要的性能指标，它的优劣直接影响涂料的遮盖力和其他性能。对于tio2水分散性的改 进，本文先从水分散性的机理出发进行分析，然后通过改性试验加以确认。
改性的理论基础
单相中的团聚现象：io2煅烧所得的原级粒子很小，具有很高的比表面能，极不稳定，在高温下会很快地团聚，形成亚稳态的较大粒子。对于一定量的tio2而言，粒子愈小，原级粒子之间的引力愈强，粒子更易团聚。
目前，采用仪器测定的tio2平均粒径多数是二级粒子的粒径(一般为0.2～0.4um)，表面的能量仍然较高，容易通过团聚来降低表面能量，达到准稳定状态。因此，tio2在单相中的易团聚现象是讨论其水分散性的前提。
两相中的高分散性
在水分散体中，tio2呈现高度的分散性。其原 因是：1、o2表面有很多羟基，它能够吸附极性粒子，使固体表面带有相同的电荷，因同种电荷排斥而分散;2、的比表面能很大，表面收缩而降低表面能，使分散体系稳定化。正是tio2在水中的高度分散性使它能够在水性涂料中得以广泛应用。
为了改进tio2在水分散性方面的不足，需对其进行表面处理。zui常用的是稳定化处理，即在晶体结构中加入其他元素，或对粒子的表面进行改性，这些都有助于改变其物理化学性质。引入能与有机物相互作用的新基团，改进界面附着力，改变表面的亲水/疏水性。改性后的产品应具有尽可能低的堆密度和尽可能高的疏水性。
在改性剂中，zui常用的有硅烷、钛酸酯、锆酸酯偶联剂，以及脂肪酸及其衍生物和表面活性剂。本文选择以前作为黏附剂用的*作为改性剂。
改性方法及设备——ikn高速分散机改性的工艺过程
制备合适的硅烷溶液，然后将100份(质量份，以下同)待改性的tio2和0.25-5.00份*溶液在表面改性混合器中混合，以保证tio2表面有均匀一致的润湿性。混合后，在l10°c除去溶剂并干燥改性后的粉末。
应用*改性时，tio2样品的堆密度稍 有增加。在使用带辛基、乙烯基官能团的硅烷时，tio2的疏水性明显增加，这是由于其表面的水润湿性部分或*丧失。当用正辛基三乙氧基硅烷(u一222)改性时，对疏水性的影响zui明显，用0.5份该化合物改性100份tio2时，tio2的水润湿性已失去。而用脲基硅烷改性时，tio2表面基团发 生部分封闭，疏水性只有了可忽略不计的增加。因为在这种情况下改性物表面上存在着氨基，能与水分子形成氢键，使表面出现较小的亲水性。
ikn分散机采取直立式设计，由1-3个工作腔组成，在马达的高速驱动下，物料在转子定子之间狭窄间隙中高速运动，形成紊流，物料受到更强液力剪切、离心挤压、高速切割、撞击和研磨等综合作用，从而达到分散、乳化、破碎的效果。被加工的物料本身和物理性质和工作腔的数量以及控制物料在工作腔中停留的时间决定物料粒径的分布范围及均化、细化的效果和产量大小。
分散机广义上是搅拌机的一种。ikn分散机机，主要用于微乳液及超细悬浮液的生产。ikn分散机zui高可耐200度。
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单相中的团聚现象：io2煅烧所得的原级粒子很小，具有很高的比表面能，极不稳定，在高温下会很快地团聚，形成亚稳态的较大粒子。对于一定量的tio2而言，粒子愈小，原级粒子之间的引力愈强，粒子更易团聚。
目前，采用仪器测定的tio2平均粒径多数是二级粒子的粒径(一般为0.2～0.4um)，表面的能量仍然较高，容易通过团聚来降低表面能量，达到准稳定状态。因此，tio2在单相中的易团聚现象是讨论其水分散性的前提。
两相中的高分散性
在水分散体中，tio2呈现高度的分散性。其原 因是：1、o2表面有很多羟基，它能够吸附极性粒子，使固体表面带有相同的电荷，因同种电荷排斥而分散;2、的比表面能很大，表面收缩而降低表面能，使分散体系稳定化。正是tio2在水中的高度分散性使它能够在水性涂料中得以广泛应用。
为了改进tio2在水分散性方面的不足，需对其进行表面处理。zui常用的是稳定化处理，即在晶体结构中加入其他元素，或对粒子的表面进行改性，这些都有助于改变其物理化学性质。引入能与有机物相互作用的新基团，改进界面附着力，改变表面的亲水/疏水性。改性后的产品应具有尽可能低的堆密度和尽可能高的疏水性。
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