论文部分内容阅读
本论文采用正交实验,以表面活性剂M分别与盐酸、硫酸、磷酸反应,合成阳离子改性剂SP-1、SP-2、SP-3。以阳离子改性剂SP-3,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和硬脂酸,有机硅烷偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)分别对海泡石进行表面改性,初步探讨了其有机改性机理。将有机改性海泡石作为改性剂应用于硝酸铵(AN),分析了改性剂对AN的结构和性能的影响。用傅立叶变换红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热-热重综合热分析(TG-DSC)、接触角和吸湿率对改性海泡石进行了表征。研究结果表明:四种改性剂均使海泡石表面实现了有机化。但是作用机理各有不同特点,使得海泡石层间的变化不同。阳离子表面活性剂SP-3改性海泡石,阳离子部分通过离子交换后进入海泡石的孔道,增大了海泡石的层间距,部分吸附在海泡石的表面,对海泡石进行了包覆;SDBS与海泡石表面的电荷由于静电吸引而作用,吸附在海泡石表面,使得表面负电荷密度增大,同时SDBS的烷基链体积比较大,阻止了水分子或者其他离子进入海泡石中,导致海泡石的层间距减小;硬脂酸通过和海泡石的表面的-OH发生酯化反应,连接在海泡石上,憎水基团在海泡石的表面排列,降低了海泡石的表面张力,减小了层间距;KH550水解后与海泡石表面Si-OH形成共价键,经过加热处理后海泡石结构中一些水分子失去,而KH550却没有进入海泡石结构中,仅仅是包覆在它的表面,层间距减小。对四种改性海泡石进行接触角和吸湿率分析,改性海泡石的接触角都比未改性海泡石增加,改性海泡石的吸湿率都比未改性海泡石降低。分别加入1%和3%的SP-3于AN中,采用DSC、XRD表征,分析改性剂对硝酸铵结构的影响;同时分析了不同含量的改性剂对硝酸铵吸湿性能的影响。结果表明:改性海泡石改变了AN晶型,提高了分解温度和斜方晶系转变温度;加强了AN的晶体结构变形。将不同改性有机海泡石按不同含量(1%,3%,5%)添加到AN中,25℃,RH80%条件下测得吸湿率,结果表明改性海泡石的含量影响了AN的吸湿率,1%SP-3改性海泡石、1%SDBS改性海泡石、1%硬脂酸改性海泡石、1%KH550改性海泡石吸湿率分别降低了63%,44%,64%,81%。