改性纳米氧化锌的制备及其在路用煤沥青中的应用
本文借鉴直接沉淀法生产纳米氧化锌的优点,优化工艺条件,制备了低团聚、粒度分布均匀的纳米氧化锌粉体.在此基础上选取不同的改性剂,分别采用气相法和液相法对纳米氧化锌进行改性研究.利用XRD、TEM、FTIR、BET等手段对改性前后纳米氧化锌的形貌尺寸、晶体结构、比表面积、分散状况、疏水性能等进行了研究.并且,把改性后的纳米氧化锌加入煤沥青中,考察煤沥青性能变化.
采用直接沉淀法,通过正交实验,优化了纳米ZnO的制备工艺:Zn2+浓度为0.2mol/L、NaCO3和Zn2+的摩尔为1:1、反应温度为80℃、反应时间为1h.所得沉淀,经过水洗,干燥,煅烧,即得比表面积为74m2/g,平均粒径为20nm的纳米氧化锌粉体.
利用乙酸乙酯和乙酸丁酯作为改性剂,通过气相法对纳米氧化锌进行改性研究.其改性工艺为:改性时间2h,改性温度120℃.通过透射电镜、接触角和沉降实验发现,改性后的纳米氧化锌颗粒均匀、团聚明显减弱、疏水性和在甲苯中的分散性明显提高.
利用苯甲酸、α-萘乙酸、硬脂酸作为改性剂,通过液相法对纳米氧化锌进行改性研究.其改性工艺为:改性剂用量15%、改性温度100℃、改性时间2h.XRD结果表明,改性后样品的晶体结构没有变化;红外光谱表明,三种改性剂对纳米氧化锌的改性均属于化学改性;透射电镜观察发现,苯甲酸改性纳米氧化锌,颗粒均匀,自身分散性最好:接触角测定发现,硬脂酸改性纳米氧化锌疏水性最强;沉降实验表明,苯甲酸改性纳米氧化锌在甲苯中稳定性最好,不易沉降.
通过单因素试验,优化煤沥青的改性工艺为:煤沥青在130℃下软化,将2%改性纳米氧化锌加入煤沥青中,用高剪切分散机搅拌20分钟,即得纳米改性煤沥青.加入纳米氧化锌后,煤沥青的延伸性能得到很大改善,改性效果最好的是苯甲酸改性纳米氧化锌.
- 作者：
- 王玲玲
- 学位授予单位：
- 中国日用化学工业研究院
- 专业名称：
- 应用化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 赵永红
- 关键词：
- 改性纳米氧化锌；制备工艺；路用煤沥青；延伸性能
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