Ti02聚丙烯酰胺復合水處理劑的熱穩(wěn)定性分析

1、Ti02聚丙烯酰胺復合水處理劑的熱穩(wěn)定性分析摘要采用TGA、DSC和圖像分析法研究非晶態(tài)納米TiO2-聚丙烯酸酯水處理劑的熱穩(wěn)定性，探討熱處理時間、溫度、TTB含量對納米復合材料熱穩(wěn)定性的影響。關鍵詞納米材料水處理劑熱穩(wěn)定性納米TiO2的熱穩(wěn)定性好,折光指數高,對可見光透過率高,對紫外光消光系數大,因此TiO2復合材料在光學材料、非線性材料、信息存儲材料和三維圖像顯示材料件、光屏蔽材料等得到了廣泛的應用。折光指數為全息信息存儲材料、光學非線性材料的關鍵因素,體系不同區(qū)域折光指數差別越大,全息信息存儲材料、光學非線性材料性能越好,因此得到折光指數高且折光指數可調的透明光學材料是一個有意義的工作。

2、Ti02-聚丙烯酰胺水處理劑的TGA和DTGA曲線見圖1,水處理劑的起始失重溫度Tonset、最大失重速率溫度Tmxa和最大失重速率時殘余物質量、最大失重速率DTGAmxa的數據見表1。從圖1和表1可以看出:純聚丙烯酸酯薄膜（無表面活性劑）的起始失重溫度Tonset為31.77C,此時的失重速率DTGA為1.84%/min,413.2時的失重率達97.71%、失重速率為4.08%/min。大于450以后,沒有明顯的失重存在,表明有機物殘渣基本脫除。對于TTB含量3Owt%、未經熱處理的水處理劑，在133.01C-255.1溫度區(qū)間的失重率為4.28%-26.47%,對應于揮發(fā)性未反應單體、表面

3、活性劑、TTB水解縮合產物正丁醇和TiO2表面吸附水的脫除;與純聚丙烯酸酯薄膜相比,雖然水處理劑的起始失重溫度Tonset略為降低,但其最大失重速率溫度Tmxa增大、最大失重速率時殘余物質量和最大失重速率均有所降低。熱處理和紫外光光照時間對水處理劑的熱穩(wěn)定性的影響與TiO2無機粒子有關,熱處理會促進水處理劑中無機粒子的進一步生長,形成的無機粒子在高分子基體中的物理交聯作用增大了對有機高分子鏈段的抑制作用,從而提高了有機物的熱穩(wěn)定性。從水處理劑的DSC曲線（見圖2）可知：120-200C由現一個吸熱峰,對應于水處理劑中表面活性劑、吸附水、正丁醇等有機物質的脫除;230-280出現一個放熱峰,對應

4、于TiO2表面的Ti0H之間的進一步縮聚反應。從圖2和表2不難看出:對于未經熱處理的水處理劑,第一個吸熱峰的H較大，吸熱峰的起始溫度Tonset和峰值溫度Tpeka分別為123.33C和153.71C,表明水處理劑的有機小分子較多。水處理劑經90c80h熱處理后，吸熱峰的H值降低，吸熱峰的起始溫度Tonset和峰值溫度Tpeka分別增大為137.45C和158.14C,表明熱處理會增大無機TiO2粒子的含量，抑制有機分子的揮發(fā)，從而提高吸熱峰的Tonset和Tpeka。當光照時間從6min延長到60min,同樣會增大無機TiO2粒子的含量，增加無機粒子對有機分子運動的抑制作用,因此吸熱峰的起始

5、溫度Tonset和峰值溫度Tpeka均相應增大。圖1Ti02-聚丙烯酰胺水處理劑的TGA和DTGA曲線試樣ATTB=0wt%試樣BTTB=30wt%無熱處理，光照6分鐘試樣CTTB=30wt%,90c溫度下熱處理80小時，光照6分鐘試樣DTTB=30wt%無熱處理，光照1小時表1Ti02-聚丙烯酰胺水處理劑有關參數試樣Tonset()Tmax()殘余物質量最大失重速率A317.7370.944.5910.96B312.54379.3335.317.46C319.85388.5135.598.01D325.11383.340.088.2試樣ATTB=0wt%試樣BTTB=30wt%無熱處理，光照

6、6分鐘試樣CTTB=30wt%,90c溫度下熱處理80小時，光照6分鐘試樣DTTB=30wt%無熱處理，光照1小時圖2Ti02-聚丙烯酰胺水處理劑的DSC曲線試樣ATTB=0wt%,光攵66分鐘試樣BTTB=30wt%,90c溫度下熱處理80小時，光照6分鐘試樣CTTB=30wt%無熱處理，光照1小時試樣DTTB=30wt%無熱處理，光照6分鐘表2Ti02-聚丙烯酰胺水處理劑的DSC數據表（）試樣BTTB=30wt%,90c溫度下熱處理80小時，光照6分鐘試樣CTTB=30wt%無熱處理，光照1小時試樣DTTB=30wt%無熱處理，光照6分鐘從表2還可以看出:對于第二個放熱峰,熱處理和延長紫外光光照時間均會降低放熱峰的起始溫度Tonset和峰值溫度Tpeka表明