Ti02聚丙烯酰胺复合水处理剂的热稳定性分析

1、Ti02聚丙烯酰胺复合水处理剂的热稳定性分析摘要采用TGA、DSC和图像分析法研究非晶态纳米TiO2-聚丙烯酸酯水处理剂的热稳定性，探讨热处理时间、温度、TTB含量对纳米复合材料热稳定性的影响。关键词纳米材料水处理剂热稳定性纳米TiO2的热稳定性好,折光指数高,对可见光透过率高,对紫外光消光系数大,因此TiO2复合材料在光学材料、非线性材料、信息存储材料和三维图像显示材料件、光屏蔽材料等得到了广泛的应用。折光指数为全息信息存储材料、光学非线性材料的关键因素,体系不同区域折光指数差别越大,全息信息存储材料、光学非线性材料性能越好,因此得到折光指数高且折光指数可调的透明光学材料是一个有意义的工作。

2、Ti02-聚丙烯酰胺水处理剂的TGA和DTGA曲线见图1,水处理剂的起始失重温度Tonset、最大失重速率温度Tmxa和最大失重速率时残余物质量、最大失重速率DTGAmxa的数据见表1。从图1和表1可以看出:纯聚丙烯酸酯薄膜（无表面活性剂）的起始失重温度Tonset为31.77C,此时的失重速率DTGA为1.84%/min,413.2时的失重率达97.71%、失重速率为4.08%/min。大于450以后,没有明显的失重存在,表明有机物残渣基本脱除。对于TTB含量3Owt%、未经热处理的水处理剂，在133.01C-255.1温度区间的失重率为4.28%-26.47%,对应于挥发性未反应单体、表面

3、活性剂、TTB水解缩合产物正丁醇和TiO2表面吸附水的脱除;与纯聚丙烯酸酯薄膜相比,虽然水处理剂的起始失重温度Tonset略为降低,但其最大失重速率温度Tmxa增大、最大失重速率时残余物质量和最大失重速率均有所降低。热处理和紫外光光照时间对水处理剂的热稳定性的影响与TiO2无机粒子有关,热处理会促进水处理剂中无机粒子的进一步生长,形成的无机粒子在高分子基体中的物理交联作用增大了对有机高分子链段的抑制作用,从而提高了有机物的热稳定性。从水处理剂的DSC曲线（见图2）可知：120-200C由现一个吸热峰,对应于水处理剂中表面活性剂、吸附水、正丁醇等有机物质的脱除;230-280出现一个放热峰,对应

4、于TiO2表面的Ti0H之间的进一步缩聚反应。从图2和表2不难看出:对于未经热处理的水处理剂,第一个吸热峰的H较大，吸热峰的起始温度Tonset和峰值温度Tpeka分别为123.33C和153.71C,表明水处理剂的有机小分子较多。水处理剂经90c80h热处理后，吸热峰的H值降低，吸热峰的起始温度Tonset和峰值温度Tpeka分别增大为137.45C和158.14C,表明热处理会增大无机TiO2粒子的含量，抑制有机分子的挥发，从而提高吸热峰的Tonset和Tpeka。当光照时间从6min延长到60min,同样会增大无机TiO2粒子的含量，增加无机粒子对有机分子运动的抑制作用,因此吸热峰的起始

5、温度Tonset和峰值温度Tpeka均相应增大。图1Ti02-聚丙烯酰胺水处理剂的TGA和DTGA曲线试样ATTB=0wt%试样BTTB=30wt%无热处理，光照6分钟试样CTTB=30wt%,90c温度下热处理80小时，光照6分钟试样DTTB=30wt%无热处理，光照1小时表1Ti02-聚丙烯酰胺水处理剂有关参数试样Tonset()Tmax()残余物质量最大失重速率A317.7370.944.5910.96B312.54379.3335.317.46C319.85388.5135.598.01D325.11383.340.088.2试样ATTB=0wt%试样BTTB=30wt%无热处理，光照

6、6分钟试样CTTB=30wt%,90c温度下热处理80小时，光照6分钟试样DTTB=30wt%无热处理，光照1小时图2Ti02-聚丙烯酰胺水处理剂的DSC曲线试样ATTB=0wt%,光攵66分钟试样BTTB=30wt%,90c温度下热处理80小时，光照6分钟试样CTTB=30wt%无热处理，光照1小时试样DTTB=30wt%无热处理，光照6分钟表2Ti02-聚丙烯酰胺水处理剂的DSC数据表（）试样BTTB=30wt%,90c温度下热处理80小时，光照6分钟试样CTTB=30wt%无热处理，光照1小时试样DTTB=30wt%无热处理，光照6分钟从表2还可以看出:对于第二个放热峰,热处理和延长紫外光光照时间均会降低放热峰的起始温度Tonset和峰值温度Tpeka表明