Page 108 - 《精细化工》2021年第3期
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·528· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
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为纳米 ZnO 表面吸附水的脱除(由于测试样品量少, 图,2921 和 2848 cm 处为—CH 2 —的对称伸缩振动
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测试仪器造成增量误差);在 150~350 ℃间,主要 和反对称伸缩振动吸收峰;1559 cm 处为羧酸根的
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为纳米 ZnO 表面结合水的脱除;在 350~800 ℃间, 反对称伸缩振动吸收峰;1460~1420 cm 处为—CH 3
主要为纳米 ZnO 表面羟基的脱除。经硬脂酸钠表面 的振动吸收峰。经表面改性后,疏水性纳米 ZnO 粉
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改性后,样品在 250~550 ℃间有明显的失重过程, 体的 FTIR 谱图如图 3c 所示,在 3385 cm 处对应
主要是纳米 ZnO 表面的包覆层燃烧造成的。当硬脂 于—OH 的伸缩振动吸收峰强度明显减弱,这有利
酸钠包覆量分别为 3%、4%、5%、6%、7%时,样 于降低其亲水疏油性;在 2957、2918 和 2850 cm –1
品在 250~550 ℃间实际热失重率分别为 2.5%、 处均出现硬脂酸钠中非极性部分脂肪族碳链的吸收
3.3%、4.6%、5.9%、6.1%。当硬脂酸钠包覆量≥6% 峰;并在 1544、1467 和 1400 cm 处出现了新的并
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后,粉体的 TG 曲线几乎一样,说明硬脂酸钠已经 与硬脂酸锌(图 3d)相对应的吸收峰,这说明硬脂
在纳米 ZnO 表面形成完整的包覆层。因此,硬脂酸 酸钠可能与氧化锌之间存在化学键的作用,生成硬
钠最佳包覆量为 6%。后续性能测试中硬脂酸钠包覆 脂酸锌包覆在纳米 ZnO 表面 [19-20] 。
量均为 6% 2.1.3 改性纳米 ZnO 粉体的 TEM 表征
图 4 为改性前后纳米 ZnO 的 TEM 图。改性前
纳米 ZnO 粒子界面模糊、较为密实且团聚严重(图
4a)。由图 4a、b 可知,改性前后纳米 ZnO 的形貌
变化不大,仍为球形颗粒,晶型好,且粒径约为
25 nm;改性后团聚现象明显减少,说明表面改性一
定程度上改善了粒子间的团聚现象。对于无机防晒
剂而言,团聚少,粒径小,既可以减少对可见光的散
射,也可以减轻涂抹于皮肤上产生的泛白现象 [21-22] 。
由图 4d 可以看出,纳米 ZnO 表面的包覆层厚度约
为 2 nm。
图 2 不同硬脂酸钠包覆量的疏水性纳米 ZnO 粉体的 TG
曲线
Fig. 2 TG curves of hydrophobic nano ZnO powders with
different sodium stearate coating amount
2.1.2 改性纳米 ZnO 粉体的 FTIR 表征
图 3 为纳米 ZnO 湿法改性前后的 FTIR 谱图。
图 4 改性前(a)、后(b、c、d)纳米 ZnO 的 TEM 图
Fig. 4 TEM images of nano ZnO powders before (a), and
after modification (b, c, d)
2.2 纳米 ZnO 分散浆的制备
a—纳米 ZnO;b—硬脂酸钠;c—疏水性纳米 ZnO;d—硬脂酸锌 2.2.1 分散剂种类的选择
图 3 不同样品的 FTIR 谱图
Fig. 3 FTIR spectra of different samples 分散剂作为分散体系的重要组成部分之一,起
到降低体系中粒子聚集的作用,有助于颗粒在溶液
图 3a 为纳米 ZnO 的 FTIR 谱图,在 3422 和 中的均匀分散与稳定存在。本文选用彩妆护肤行业
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1638 cm 处分别对应粉体表面—OH 的伸缩振动和 分散性优异或与油脂相容性较佳的分散剂,按 1.2.2
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弯曲振动吸收峰;430~500 cm 处归属于 Zn—O 键 节制备分散浆。表 1 为不同分散剂种类对分散浆稳
的晶格振动吸收峰 [18] 。图 3b 为硬脂酸钠的 FTIR 谱 定性的影响。