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1、哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）硅表面包膜改性钛白粉的研究学 生 姓 名： 指 导 教 师： 专 业 班 级： 印刷工程二班 学 号： 学 院： 轻工学院 二一五年六月八日Undergraduate Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceResearch of The Surface Modification of TiO2 Coated by SiO2Student Supervisor Specialty and ClassGraphic Communication and Engineering Class 2
2、Student ID School School of Light Industry 2015-06-08毕业设计（论文）任务书姓名： 学院： 轻工学院班级：二班专业： 印刷工程毕业设计（论文）题目：硅表面包膜改性钛白粉的研究立题目的和意义：钛白粉被公认为是目前世界上功能性最好的白色颜料，TiO2的折光指数在已知的白色颜料中是最高的，被广泛应用于涂料、橡胶、造纸、油墨、塑料、造纸、食品添加和医药染色等工业。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。为了提高它的性能，除了调整和优化钛白粉前期的生产工艺外，还必须在生产结尾进行表面强化处理。所谓的表面处理，一般就是通过在二氧化钛的
3、粒子表面包覆一层或多层无机化合物或有机物的包膜层，用以改善二氧化钛产品固有的缺陷或改变其分子颗粒的表面性质，提高它的整体耐候性、分散性、酸溶性等应用性能。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，但依旧无法完全排除。因此，从各方面考虑与选择，必须对制备产出的TiO2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验依据。技术要求与工作计划：1.完成与毕业论文题目相关文献综述一篇，不少于5000字2.完成外文翻译一篇，不少于3000汉字3.完成开题报告一份4.按计划根据确定的实验方案开展
4、实验，内容充实5.采用正确的试验方法，得到真实可靠的数据6.科学处理数据，分析要有理论和实际依据7.对硅表面包膜改性钛白粉进行试验分析，提出最优方案8.按要求完成论文时间安排：第一周第二周（3月2日3月13日）根据论文题目实习、调研、查阅资料。第三周第四周（3月16日3月27日）调研查阅资料，完成论文综述、外文翻译、实习报告、实习日记、开题报告（第一次会审）。第五周第十周（3月30日5月8日）针对所搜集的资料，选择合适的包膜剂，设计钛白粉表面铝包膜改性流程。对钛白粉铝包膜改性参数进行优化，完成论文初稿（第二次会审）。第十一周第十四周（5月116月5日）整改论文，并完成答辩幻灯片（第三次会审。第
5、十四周第十三周（6月8日6月12日）答辩。指导教师要求：（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见：（签字） 年 月 日毕业设计（论文）审阅评语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）审阅评语二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕业设计（论文）答辩评语三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字：年 月 日五、答辩委员会主任单位： （签章）答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）摘 要钛白粉被公认为是目前世界上功能性最好的白色颜料，TiO2的折光指数在已知的白色颜料中是最高的。但是钛
6、白粉实际应用性能尤其是分散性能并不是很好，因此对钛白粉表面进行包膜改造非常必要。使用硅酸钠作为包膜剂，六偏磷酸钠作为分散剂对钛白粉的包膜进行研究，设计实验探究温度、包膜时间、包膜剂量以及pH值等因素对包膜质量的影响。对实验所得样品进行光学显微镜、沉降实验的表征以及对吸油量、遮盖力等性能的检测来判断包膜质量的好坏，从而确定出最优包膜工艺条件为：包膜温度85，包膜剂量为5%，反应时间为3小时，pH值为9。关键词：钛白粉；表面改性；硅酸钠；六偏磷酸钠IIAbstractTiO2(titanium dioxide) is widely used as the best functional white
7、 pigment in the world. The refractive index of TiO2 is the highest in the known white pigment. But its practical application is reduced for its lattice defect performance. The surface modification of TiO2 coated is necessary.Na2SiO3 is adopted as the coating agent and (NaPO3)6 as a dispersant for ti
8、tanium dioxide coated study. The influences of temperature, time, coated dosage and pH on the coating quality are investigated through the experiments. The quality of modified TiO2 is determined by detecting the oil absorption capacity, covering mass and optical microscope and sedimentation experime
9、nt. The optimal coating process conditions are as follows：85, Na2SiO3 concentration (5%), time (3h) and pH (9).Keywords:TiO2；surface modification；Na2SiO3；(NaPO3)6目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 钛白粉表面硅包膜改性的目的和意义11.2 硅表面包膜改性钛白粉的国内外研究现状11.2.1 国内研究现状11.2.2 国外研究现状31.3钛白粉的结构、性质和应用41.3.1 钛白粉的结构41.3.2 钛白粉的性质41.3
10、.3 钛白粉的应用51.4钛白粉表面改性的方法51.4.1钛白粉的无机包膜改性51.4.2钛白粉的有机包膜改性61.4.3其他表面改性方法71.5本课题研究的内容72实验材料及内容82.1实验试剂与仪器82.2试验方法82.3 试验流程及步骤92.3.1实验流程图92.3.2实验步骤92.4测试分析102.4.1沉降行为表征102.4.2吸油量检测102.4.3遮盖力检测112.4.4光学显微镜观察113实验结果与讨论123.1 硅包膜改性钛白粉的实验123.2 硅包膜改性钛白粉的表征结果及讨论143.2.1沉降行为表征（分散性测试）143.2.2光学显微镜观察163.3 硅包膜改性钛白粉的检
11、测结果及讨论163.3.1包膜改性反应时间对包膜的影响163.3.2包膜改性反应温度对包膜的影响183.3.3包膜改性包膜量对包膜的影响193.3.4 pH值范围对包膜的影响20结 论22参考文献23致 谢2626哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）1 绪 论1.1钛白粉表面硅包膜改性的目的和意义钛白粉，化学名称：二氧化钛，化学式：TiO2，具有较稳定的物理性质与化学性质，被公认为是目前世界上功能性最好的白色颜料，TiO2的折光指数在已知的白色颜料中是最高的。在适宜的粒子密度分布下，对光线具有优良的散射能力，所以着色力较高、遮盖力较大，广泛应用于涂料、橡胶、造纸、油墨、塑料、造纸、食品添加和医药
12、染色等工业l2。在实际应用中，它表面的特性展现出的效果直接关系到它的白度、消色力、分散性、色调、光泽、遮盖力和耐久性等一系列的特殊性能。但钛白粉晶体本身存在晶格缺陷，紫外线照射下会激活表面上的许多光活化点，使涂膜在紫外光的照射下产生失光和粉化现象。为了提高它的性能，除了调整和优化钛白粉前期的生产工艺外，还必须在生产结尾进行表面强化处理。所谓的表面处理，一般就是通过在二氧化钛的粒子表面包覆一层或多层无机化合物或有机物的包膜层，用以改善二氧化钛产品固有的缺陷或改变其分子颗粒的表面性质，提高它的整体耐候性、分散性、吸油量、遮盖力等应用性能。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，但依旧无法完全排除。因此，从各方面考虑与选择，必须对制备产出的TiO2进行表面处理优化，以提高二氧化钛的应用性能。所以本文将研究氧化硅对钛白粉颜料颗粒的表面包膜改性，为钛白粉的应用提供相应的实验依据。1.2硅表面包膜改性钛白粉的国内外研究现状1.2.1 国内研究现状阳立芬3对TiO2的表面改性包膜的成分结构采用了GC-MS分析法来进行探究，与此同时，结合IR分析法以及TG-DTA分析法对包膜物的热稳定性和其官能团做了深度分析，从而获取TiO2实验样本的表面包膜成分组成信息。研究结果显示:68个样品中，有机分子包膜改性成功的有59个，
