微粉网 - 粉体公共服务平台
您好!欢迎光临微粉网 [ 登  录 | 会员注册]
      • 如何有效提高蒙脱土的阻隔性?
        • 2017-02-18 09:31:00
        • 微粉网
        • 膨润土

      • 壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的降解产物,具有良好的成膜性、可降解性、生物相容性等特点,但由于其分子中含有大量的亲水基团,壳聚糖膜机械性能差,并且阻隔水蒸气的能力低,使其在应用中受到一定的限制。


        蒙脱土(MMT)是一种层状硅酸盐,由于低成本和独特的片状结构等优点而具有优秀的阻隔性能。但是MMT的表面极性较大,与聚合物的相容性差,容易出现团聚的现象。防止MMT发生团聚的方法有物理法和化学法。物理法主要是机械分散和超声波分散;化学法主要是加入分散剂或者对MMT进行改性。


        壳聚糖通过插层复合的方式插入MMT的硅酸盐片层间,制得的壳聚糖-MMT复合物具有良好的分散性、耐热性和阻隔性等优点,能够提高抗压能力、韧性以及对气液的阻隔性能等。


        以MMT和有机蒙脱土(OMMT)为原料,通过高速机械搅拌和超声波振荡两种分散方式分别制备壳聚糖-MMT复合物和壳聚糖- OMMT复合物,并分别对牛皮纸进行阻隔性涂布,通过检测涂布纸的Cobb值和水蒸气透过率比较其阻隔性。


        1、壳聚糖-MMT ( OMMT)复合物的制备及涂布


        取4g壳聚糖加到200mL的1%乙酸溶液中,配制2%的壳聚糖溶液,磁力搅拌1h。取2gMMT(OMMT)加到50mL的1%乙酸溶液中,在1500 r/min下高速搅拌40 min(或在超声波输出功率70%下连续振荡6min),形成悬浮液。将MMT (OMMT)悬浮液与壳聚糖溶液混合,在1000 r/min下高速搅拌30 min(或在超声波输出功率70%下连续振荡10 min)后即得壳聚糖-MMT (OMMT)复合物。


        将上述复合物利用辊式涂布机均匀地涂到牛皮纸上,90℃干燥1h后对涂布纸进行压光,恒温恒湿24h后进行性能检测。


        2、不同分散方式对复合物稳定性的影响


        采用高速机械搅拌分散方式,MMT及OMMT在壳聚糖中絮聚现象明显,分散不均匀;采用超声波进行分散,MMT及OMMT分散均匀。但不论是高速机械搅拌还是超声波振荡,OMMT在壳聚糖中的分散效果均好于MMT。


        超声波可破坏MMT粒子间的作用力,使MMT粒子聚集体分散成更小的聚集体或是单个的颗粒,使粒子在溶液中能够均匀分散,阻止了颗粒发生絮聚,提高了MMT颗粒在壳聚糖中的分散性能。


        壳聚糖-OMMT在改性过程中有机离子与MMT分子上的钠粒子进行了交换,提高了MMT的疏水性能,增加了MMT与有机溶剂乙酸和高分子壳聚糖的相容性。


        3、不同分散方式下复合物的层间距分析


        经过高速机械搅拌和超声波振荡分散的壳聚糖-MMT复合物,层间距分别为1. 463nm和1. 528 nm,与MMT的1. 001nm相比,分别增加了46.2%和52.6%;而且经过超声波振荡分散的壳聚糖-MMT,壳聚糖的插层效果要优于高速机械搅拌。


        OMMT在改性过程中有机阳离子改性剂分子上的亲水基与MMT分子上的钠离子进行了离子交换,疏水性的烷烃长链进入了MMT分子层间,撑开了MMT层间,完成了插层,层间距由1.001nm提高到1.232nm。插层程度的大小取决于MMT的阳离子交换当量,而与分散方式无关。因为阳离子交换当量在有机改性过程中已经达到了平衡,故当OMMT与壳聚糖进行复合时,插层效果不明显,不论是高速机械搅拌还是超声波振荡分散。


        4、复合物涂布纸的Cobb值比较



        图5为不同分散方式下复合物涂布纸的吸水性分析结果。由图5可以发现,经过壳聚糖-MMT (OMMT)复合物涂布后的纸张,Cobb值均出现下降趋势,并且超声波振荡分散的壳聚糖-MMT(OMMT) Cobb值下降幅度大于高速机械搅拌的壳聚糖-MMT (OMMT)。MMT具有吸水膨胀的特性,但是经过高速机械搅拌和超声波振荡分散后,MMT在壳聚糖中分散均匀,复合物在纸张表面形成了致密、良好的涂层,阻隔了水分子穿透纸张的通道,延缓了水分子渗透和扩散的时间,从而纸张的抗水性能得到了提高。


        5、复合物涂布纸阻湿性能WVTR比较


        壳聚糖-MMT (OMMT)的不同分散方式对涂布纸阻湿性能的影响如图6所示。从图6可以看出,经壳聚糖-MMT (OMMT)复合物涂布后牛皮纸的WVTR明显下降,降低了41.56%-76.36%,并且壳聚糖-OMMT复合物的阻湿效果优于壳聚糖-MMT复合物,经过超声波振荡分散的复合物对水蒸气的阻隔效果比高速机械搅拌的好。



微粉网 - 粉体公共服务平台