Page 178 - 《精细化工》2019年第11期

·2326· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

–1
峰，2965 cm 为—CH 3 和—CH 2 中 C—H 的反对称 164~712 nm，ONM-6%乳液的粒径主要分布在 164~
–1
伸缩振动峰 [20] ，1125 cm 为 C—O—C 的伸缩振动 824 nm，ONM-9%乳液粒径主要分布在 255~824 nm
–1
峰。反应后环氧树脂乳化剂在 918 cm 处的吸收峰 和 5559~6348 nm。当有机改性的纳米蒙脱土质量分
强度明显减弱，说明有一部分环氧基团发生了反应。 数从 0 增加到 6%时，乳液粒径增大。其原因是有机
顺丁烯二酸酐与聚乙二醇发生开环反应生成羧基， 蒙脱土含量增加使乳液包覆的有机蒙脱土的量增
破环了酸酐分子内的羰基共轭，使羰基吸收峰向低 加，最终导致乳液粒径增大。当有机改性的纳米蒙
–1
波数位移在 1750 cm 出现特征吸收峰。由于羧基与 脱土质量分数增加到 9%时，除了粒径增大之外，还
环氧树脂 E-51 中的环氧基团反应生成的多羟基分 出现了微米级的粒子。微米粒子的出现可能是有机
子间氢键缔合，羟基吸收峰向低波数位移在 3301 蒙脱土的添加量超过了乳液能够包覆的范围，乳液
–1
–1
cm ，而 3500 cm 为乙醇溶剂中羟基的吸收峰。综 发生破乳，导致有机蒙脱土在水中聚集形成微米级
合 FTIR 特征峰的分析结果表明，反应是按照设计 的粒子。为进一步研究乳液的稳定性，采用 DLS
进行的。 对乳液的 Zeta 电位进行测试，通常乳液的稳定性
2.2 有机改性纳米蒙脱土对乳液的影响 与 Zeta 电位绝对值大小呈正相关，测试结果如表 1
2.2.1 DLS 与 Zeta 电位测试 所示。
图 3 为环氧树脂包覆有机蒙脱土的乳液的 DLS
谱图。 表 1 环氧树脂乳液的 Zeta 电位
Table 1 Zeta potential of epoxy resin emulsions
样品

ONM-0% ONM-3% ONM-6% ONM-9%
Zeta 电位/mV 47 42 40 34

可以看到，未添加有机蒙脱土的乳液 Zeta 电位
为47 mV，稳定性较好。随着有机蒙脱土添加量的
增加，乳液的 Zeta 电位绝对值减小，当其质量分数
从 6%增加到 9%时，Zeta 电位降为34 mV，说明此
时乳液稳定性一般，且乳液中存在微米级乳液粒子，

因此，从乳液稳定性及乳液粒径考虑，有机蒙脱土
图 3 环氧树脂复合乳液的动态光散射谱图 最佳添加量（质量分数）为 6%。
Fig. 3 DLS of epoxy resin composite emulsions
2.2.2 TEM 测试
从图 3 可以看出，ONM-0%乳液的粒径主要分 采用 TEM 对环氧树脂乳液、ONM-3%乳液及
布在 164~531 nm，ONM-3%乳液的粒径主要分布在 ONM-6%乳液进行表征，其测试结果如图 4 所示。

a—环氧树脂乳液；b—ONM-3%乳液；c—ONM-6%乳液
图 4 乳液的 TEM 照片
Fig. 4 TEM images of emulsions

其中，环氧树脂乳液在制样过程中使用磷钨酸 的乳液粒径则更大，粒径分布在 300~700 nm，
进行染色。可以观察到环氧树脂乳液粒径分布在 ONM-6%乳液中出现粒径更大的乳液粒子，粒径最
120~ 500 nm。与环氧树脂乳液相比，ONM-3%乳液 大达到 800 nm，这与 DLS 的测试结果一致。对环