复合钛白粉TiO2(包括中空微球)文献综述

    复合钛白粉的开发主要有两条思路：　　　　一是在钛白粉中添加增量剂，利用空间位隔提高粒子的分散性或利用空气微泡遮盖原理来增强钛白粉的遮盖力;　　　　二是用钛白粉包覆其他颗粒材料，节省钛白粉内核量，同时尽量发挥钛白粉外表面的作用。增量剂又可以分为：1)无机体质颜料;2)有机高分子聚合物塑性颜料;3)有机高分子聚合物中空微球不透明颜料。内核材料、包覆用钛白的粒径分布、性能优异的包覆剂、合理的包覆工艺配方和先进的生产技术都是影响包核钛白质量的重要因素。　　　　丁浩等综述了钛白代用品材料的发展历史、研究现状和局限，并阐述了以非金属矿物为基体制备钛白代用品技术的优势和前景。认为以非金属矿物为基体制备钛白代用品的发展趋势，将是以粒—粒包覆改性为主，该工艺应着眼的环节是：　　　　①强化反应体系中各种粉体颗粒的分散，创造一个可增强分散作用的体系环境。只有充分分散，才能以一次颗粒的方式参与反应复合，才能实现二氧化钛颗粒在基体表面最大面积的覆盖，从而最大限度地发挥其颜料特性。　　　　②通过针对性的加工，使包核基体颗粒与TiO2颗粒形成后者在前者表面最佳包覆的几何尺度匹配。　　　　③建立反应复合体系，使基体颗粒与TiO2颗粒在该体系中各自形成表面反应基团，并增加两者的反应活性，使两者在最后生成的二氧化钛包膜复合颜料中牢固结合，从而保持颜料特性的稳定。　　　　④非金属矿物基体选择。许多白色非金属矿物均可作为制备二氧化钛包膜复合颜料的基体原料，最理想的的矿物基体应具有的特点为：价格低廉、自身性能(白度高、吸油量低)有益于最终提高复合颜料性能、易于加工。　　　　扬少凤等[3]以硅灰石(晶体)为核心,采用化学沉淀法在其表面均匀包覆一层纳米，形成了硅灰石复合钛白,包覆过程中硅灰石的预处理是关键一步,经XRD(X射线粉末衍射)、IR(红外光谱分析)、SEM(扫描电镜)、TEM(透射电镜)和XPS(X光电子能谱定量分析)对复合钛白进行表征，结果表明，包覆完全的硅灰石复合钛白性能与钛白粉相当。　　　　冯诗庆对以石英粉为主核包覆TiO2的基本原理进行了探讨，用微波辐射代替传统陈化法合成了石英复合钛白粉。经XPS表面元素分析发现TiO2包覆程度好于传统方法;经焙烧后的比表面积分析发现热稳定性高于传统方法。反应的机理为:Ti4+水解为吸热反应，加热可以促进水解反应的进行，当用NaOH滴定时，OH一与水解产生的H+作用生成水，亦会促进水解反应，因而加热或加碱都要适中，若温度过低或加碱量过少，Ti4+水解不充分;反之，若温度过高或加碱量过多，将会使水解反应一直进行下去，反应产物将不断地缩合，生成多核络离子，最后形成胶粒聚沉，不利于TiO2在石英微粒表面的包覆。在超细粉磨加工过程中，石英(Si02)原有的晶格被破坏，微粒表面发生Si—O断键现象，而产生电位不平衡，当与水作用时，Si4+裸露于石英微粒表面，可吸附水中的OH一;02一裸露于石英微粒表面，可吸附水中的H+，均可在石英微粒表面形成羟基(一OH)。此过程又叫矿物表面羟基化反应。当石英加入到Ti(SO4)2溶液中时，石英的表面羟基与Ti+水合络离子发生缩合脱水反应，形成化学键合;同时由于异相成核所需能量低于同相成核，控制体系的能量低于TiO2同相成核能高于石英与TiO2的异相成核能，Ti4+水解胶粒便在石英表面结晶，形成TiO2覆层。　　　　李叠声、汤璐等对金红石型Ti02包覆云母复合材料的制备及其光学性能的影响因素进行了研究。着重讨论了复合机理、晶型转化、球光效应以及色调、反射率与光学厚度的关系等问题。复合机理为：TiO2涂层在云母上有很强的附着力、不脱落，这用简单的化学沉积和物理吸附是无法懈释的。根据Longmuir吸附理论.云母表面的正离子力场除部分被层内负电荷平衡外.还有部分未平衡的被称为“悬空键”或“自由价力”，伸向空，构成对异电性物质的吸附倾向。而TiO2的晶体中，在相邻的八面体间，由氧一氧键连接的水平棱方向上.氧的密度较大.带有一定的负电性，因此当水合TiO2形成并沉积到云母表面上时，即可受到云母表面“自由价力”的作用形成化学吸附一构成牢固的复合材料。

 

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