壳聚糖改性海泡石基复合颜料的制备与性能研究

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有机颜料因其颜色鲜艳、色调浅、种类繁多而受到人们的普遍关注,它们能广泛的应用于工业涂料、印刷油墨、纺织品和塑料等领域。有机颜料的优点虽多,但也存在一些缺点,如耐候性差、热稳定性差和耐光性低,这些都限制了有机颜料的发展与工业应用。因此,有必要寻找提高其热稳定性、耐候性和光稳定性的方法,从而提高有机颜料应用性能。本论文以有机-无机复合颜料来克服有机颜料的缺点,利用壳聚糖改性海泡石为无机材料制备复合颜料。探讨了复合颜料制备的条件,考察了复合颜料的结构特征和形成机理,并对复合颜料形成前后的耐酸、碱、有机试剂,热稳定性及耐光稳定性的进行分析讨论。本文以壳聚糖(CTS)改性海泡石为无机材料,分别通过吸附有机染料酸性红73(AR73)和包覆有机颜料(颜料红21)这两种制备方法制备复合颜料。其中第一种方法是在无机材料周围均匀吸附AR73形成复合颜料,文中研究了CTS用量、醋酸(HAc)浓度和AR73溶液的p H值对壳聚糖改性海泡石(CTS-sep)固定AR73量的影响,得到能固定AR73染料最多的复合颜料(CTS-sep/AR73),为了提高CTS-sep/AR73复合颜料的稳定性,在CTS-sep/AR73上进一步包覆一层Si O2,形成了CTS-sep/AR73@Si O2复合颜料。第二种方法以CTS-sep为无机材料,用颜料红21包裹无机材料制备复合颜料,为了进一步提高复合颜料的稳定性再在复合颜料表面制备了一层Si O2涂层,其中讨论了无机核与颜料红21的比例、TEOS的浓度,从而得到色度与原颜料红21接近的包膜复合颜料。对形成的材料进行表征分析,可以得出两种方法形成复合颜料的机理情况。第一种制备的CTS-sep/AR73复合颜料是通过阴阳离子静电作用和CTS-sep与AR73分子之间的氢键作用形成的复合颜料;第二种形成的复合颜料是通过静电作用与CTS-sep和颜料红21分子之间的氢键作用形成的。这两种复合颜料分别通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂的作用在复合颜料表面包裹一层Si O2,提升复合颜料的稳定性。最后,对复合颜料和包膜复合颜料进行耐酸、碱、有机试剂的稳定性测试,还利用热重分析和紫外-可见漫反射光谱分析对它们的热稳定性和光稳定性进行测试,证明复合颜料和包膜复合颜料的稳定性都有所提升,包膜复合颜料的稳定性更好。其中CTS-sep/AR73@Si O2热稳定性可达220℃,较CTS-sep/AR73热稳定性高;CTS-sep/颜料21复合颜料较原颜料红21耐热性提高40℃,包膜后的耐热性可达到250℃较包膜前的复合颜料又提高30℃。
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