羟基硅油Pickering乳液的制备及其应用

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互不相溶的两种液相其中的一相以液滴形式分散到另一相中形成的稳定体系叫做乳液。为了使得乳液保持热力学稳定,一般需添加乳化剂降低两种液相间的表面张力。传统的乳化剂为有机类具有表面活性的聚合物,此类乳化剂在制备过程与废弃过程中易产生污染,因此使用有机无机杂化颗粒稳定的Pickering乳液成为研究的热点。  本文使用球磨法制备羟基硅油Pickering乳液,实现了无需常规表面活性剂乳化剂便能制备稳定乳液的新工艺。在硅溶胶中NaCl浓度为0.1M,颗粒浓度为6%的条件下,通过调节水相pH,可以实现乳液的转相:当pH小于2时形成稳定W/O型乳液;当pH在3至8之间时形成稳定O/W型乳液;当pH大于9时形成W/O型乳液,但不能稳定存在;pH在2与9时为乳液的转相点且乳液容易凝胶。  随着硅溶胶中SiO2颗粒含量与NaCl浓度的增加,SiO2颗粒充分包裹乳液液滴并在液滴之间形成“颗粒桥”,使得乳液黏度增加。电解质NaCl的加入可以增强乳液中SiO2的絮凝并使之较好的吸附在液滴表面,提升乳液稳定性,但过量的NaCl会导致SiO2颗粒过分絮凝,破坏乳液稳定性。  乳液平均粒径随SiO2颗粒浓度以及NaCl浓度的增加而减小。乳液粒径分布表明,NaCl量的增加会减缓乳液的奥氏熟化效应,乳液液滴粒径分布范围变宽;SiO2的增加对乳液的奥氏熟化效应影响较小。  离心Pickering乳液得到乳液中的SiO2颗粒,红外与热重分析表明在球磨过程中,羟基硅油与SiO2颗粒表面的羟基发生了化学反应,并以化学接枝的方式链接在了SiO2颗粒表面。球磨过程中SiO2颗粒被改性的程度不同,颗粒亲疏水性也有所变化,从而影响制备乳液的类型:羟基硅油接枝率为6.3%的改性颗粒亲水,易于稳定O/W型乳液;接枝率为12.3%以上改性颗粒亲油,易于稳定W/O型乳液。  乳液型防水防污剂较市面上的油性防水防污剂有着低成本,低污染性的优势。本文将制备的稳定的羟基硅油Pickering乳液与含氢硅油乳液进行复配,应用于抛光砖表面防水防污,对其防水防污性能进行测试,并检测其对抛光砖表面光泽度的影响:  (1)乳液在砖面涂覆后,最佳固化条件为60℃下烘干6h。  (2)固含量20%(含氢硅油与乳化剂的质量占最终乳液的总质量比例)的含氢硅油乳液与制备的固含量20%(羟基硅油与SiO2颗粒的质量占最终乳液的总质量比例)的羟基硅油Pickering乳液在3∶7的复配比例下防水效果最好。  (3)固含量20%的含氢硅油乳液与制备的固含量20%的Pickering乳液在3∶7与4∶6的复配比例下,防污性能最好。  (4)抛光砖在经过含氢硅油乳液与制备的Pickering乳液表面处理后光泽度增加,Pickering乳液的增光效果好于含氢硅油乳液。
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