纳米粒子二氧化钛改性对丙烯酸树脂光固化性能影响
摘要：本文综述了无机纳米粒子二氧化钛的改性方法，同时对丙烯酸酯树脂-纳米二氧化钛复合材料的制备工艺及发展做了简要分析。
关键词：无机纳米粒子改性；偶联剂；丙烯酸酯树脂-纳米二氧化钛复合材料；光固化
1.无机纳米粒子二氧化钛的改性
1.1纳米粒子二氧化钛的性质
纳米二氧化钛是一种多晶型的化合物，包括金红石型、板态矿型和锐钛矿型三种晶形。二氧化钛具有其独特的性质，基于粒径小、比表面积大、熔点低、光吸收性能好、表面活性大等特点，决定了其有广泛的应用前景。
图1 TiO2三种晶型图（a）锐钛矿（b）金红石（c）板态矿
1.2纳米二氧化钛的改性方法
对纳米二氧化钛的改性方法根据是否发生化学发应，可主要划分为物理法和化学法。其中物理法中主要有机械分散法、超声波分散法、高能球磨法等。在实际应用中，更多采用化学法对纳米二氧化钛进行改性，即以纳米二氧化钛表明上的羟基作为反应活性点，引入功能单体并与羟基进行化学反应，从而达到改变纳米二氧化钛表面性质的目的。通常地，采用无机物对其化学改性后，表面呈亲水性，在极性溶剂中的分散性较好；而采用有机物对其化学改性后，表面呈亲油性，在有机相中具有良好的分散性。[1]
有机改性方法主要是利用表明活性剂、偶联剂、聚合物等对纳米二氧化钛进行改性，[9]使表面性质从无机向有机性质转变，提高其与聚合物的相容性。常见的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等。其中，采用硅烷偶联剂的改性效果最好，其研究和应用也最多。[1][13]
1.3纳米二氧化钛的改性效果表征
沉降时间可用来相对比较与评价粉体的表面改性效果。通过在一定时间内，记录悬浮液中颗粒沉降的刻度。沉降时间与颗粒的分散稳定性有对应关系，分散稳定性差的体系多呈团粒式的絮凝迅速沉降，且沉降物与上部清液形成一清晰的界面很快达到沉降平衡。一般来说，分散性越好，沉降速度越慢，沉降时间也越长，分散体系的颗粒由上而下呈现逐渐增浓的弥散分布，没有明显的沉积物。[11]
2.丙烯酸酯树脂-纳米二氧化钛复合材料的制备
2.1机械共混法
机械共混法是在机械搅拌力的作用下，如搅拌、振荡和研磨等，将丙烯酸酯与纳米二氧化钛粒子直接共混得到的。该方法不仅工艺简单，生产效率高，而且所需设备均为常规设备，适用性广，并且容易控制粒子的形态和尺寸分布。机械共混法是目前实际工业生产有机无机纳米粒子复合乳液最常采用的方法。虽然借助乳化剂、分散剂等的作用能够使两者混合均匀，但纳米二氧化钛与聚合物之间仅仅是分子间作用力，无化学键连接，受其比表面积大、表面能高的影响，极易发生团聚、沉降等现象，体系储存稳定性差，会使乳液及其乳胶模性能的提高幅度受到较大限制。
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