纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (02): 86-90.doi: 10.13475/j.fzxb. 20170710505

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铁黄颜料的表面改性及其在超高分子量聚乙烯中的应用

  

  • 收稿日期:2017-07-31 修回日期:2017-11-18 出版日期:2018-02-15 发布日期:2018-02-11

Surface modification of Iron oxide yellow and its application in ultra-high molecular weight polyethylene

  • Received:2017-07-31 Revised:2017-11-18 Online:2018-02-15 Published:2018-02-11

摘要:

为提高铁黄颜料(ZnFe2O4)在熔纺过程中与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的相容性,采用硅烷偶联剂KH-570 对ZnFe2O4 铁黄颜料进行表面改性,通过亲油化度、Zeta 电位、红外光谱和接触角等表征手段考察了偶联剂用量、超声反应温度和反应时间对改性效果的影响,并研究了硅烷偶联剂改性对ZnFe2O4 铁黄颜料与UHMWPE 共混体系之间的相容性影响。结果表明:在偶联剂、去离子水与无水乙醇体积比为1:1:1.5 条件下,优化工艺为偶联剂用量占颜料质量的25%,65 ℃下超声反应2.5 h;所得改性ZnFe2O4 铁黄颜料的亲油化度值为49.85%,Zeta 电位为41.40 mV;接触角为154.5°,表面由亲水性转为亲油性。扫描电镜和熔体力矩测试结果表明,ZnFe2O4 铁黄颜料在UHMWPE 共混体系中的相容性得到明显改善。

关键词: 硅烷偶联剂, 铁黄颜料, 超高分子量聚乙烯纤维, 表面改性, 相容性

Abstract:

In order to improve the compatibility of iron oxide yellow ZnFe2O4 with ultra-high molecular weight polyethylene during the melt spinning process, iron oxide yellow ZnFe2O4 was modified with silane coupling agent KH570.  The influences of dosage of coupling agent, reactive time and reactive temperature were characterized by the oil-absorbed value, zeta potential, Fourier transform infrared spectrocopy (FT-IR), scanning electron microscopecom and contact angle, etc. The results show when the volume ratio of coupling agent to deionized water to anhydrous ethanol is 1:1:1.5, the optimal modification process is coupling agent accounting for 25% of pigments, and ultrasonic at 65℃ for 2.5 h. The modified pigment has the oil-absorbed value of 49.85%, zeta potential of 41.40 mV and contact angle of 154.5°. The surface property of Iron oxide yellow ZnFe2O4 varied from hydrophilic to lipophilicity. The SEM and torque of blend melt results show the compatibility of the modified ZnFe2O4 pigments in UHMWPE blend system are significant improved.

Key words: silane coupling agent, iron oxide yellow pigment, ltra-high molecular weight polyethylene, surface modification, compatibility

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