探究聚氨酯材料二氧化钛自洁涂层的研究

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1、南京工业大学硕士学位论文聚氨酯材料二氧化钛自洁涂层的研究姓名：苏国栋申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈洪龄20040501南京工业大学硕士论文摘要Ti02具有无毒、廉价、性能稳定、光催化活性高等突出特点，利用Ti02的这些优点制备自洁材料，已成为国内外活跃的研究领域。本文的研究内容是在聚氨酯材料表面涂敷Ti02复合涂层形成自洁材料，同时建立了检验自洁效果的方法，并测试了所制各材料的自洁效果。研究了在自洁材料中Ti02粒径和晶型对光催化的影响，结果表明，Ti02粒径越小，在水中光催化效果越好，但在自洁材料中Ti02粒径在1

2、50．300nm时自洁效果最佳，锐钛晶型的自沽效果较好。研究表明，在制备Ti02粉体时添加醋酸锌可进一步提高自洁涂层的光催化效果，并确定了醋酸锌最佳添加量为6％(wt％)，同时研究了通过添加磷酸对Ti02光致变色的抑制作用，确定磷酸最佳添加量为20％(wt％)。综合自洁效果和材料外观等因素，确定了自沽涂层中Ti02的最佳含量为7％(wt％)。研究了纳米Ti02在自洁材料中的分散情况，确定了分散剂的种类和用量、分散方法对Ti02自洁溶胶的影响，用电脑连接的GALEN—IⅡ／CTV彩色显微镜对自洁溶胶进行了观察和分析。结果表明，超声的

3、分散效果略优于高速分散器的分散效果。自洁溶胶中加入3％(wt％)的912#型分散剂，7％(wt％)的Ti02粉体，高速分散5min可获得分散性能优良的自沽溶胶。本文采用平均粒径为174．6nm的锐钛晶型Ti02制备了聚氨酯自洁材料，分别以亚甲基蓝和油溶性染料S-BL为污染物，在紫外灯功率为125W，光照高度为30cm，光照时间为30min的条件下，测试结果表明聚氨酯自洁材料对亚甲基蓝的自洁率达到75％，油溶性染料S-BL自洁率为40％。在上述研究的基础上，进行了放大实验，并通过红外光谱对放大实验制备的聚氨酯白洁材料自洁效果进行了表

4、征，进一步证实了放大实验制备的聚氨酯材料具有自沽功能。同时对放大实验制备的聚氨酯自洁材料其它理化性能指标的测试，表明，自洁溶胶的涂敷对材料原有的抗拉、撕裂等性能没有改变，透光率略有降低。放大实验制备的聚氨酯自洁材料与国产普通型和国外进口产品相比，在其自沽性能上明显优于国内普通型产品和国外进口产品。关键词：Ti02光催化聚氨酯白度自洁材料ABSTRACTTitaniahasthepropertiesofinnocuity，lowprice，stability，highphotocatalyticactivity,etc．SoTi02

5、wasusedasself-cleaningmaterialforitsproperties，andithasbecometheresearchhotspot．Theself-cleaningmaterialswhichareformedthroughspreadingTi02compositecoatingonthesurfaceofpolyurethanewerestudied．Andthemethodofsell-cleaningcharacterizationwasestablished．Withthismethod，th

6、eresultsofself．cleaningmaterialspreparedwerecharacterized．Theinfluenceoftheparticlediameterandcrystalformonphotocatalysisot’self-cleaningmaterialsystemsinwaterorinpolyurethanewerestudied．TheresultsshowthatrelativesmallparticlediameterandanataseTi02promptedphotocatalys

7、iseffectinwater，andinpolyurethaneself-cleaningmaterialsystemstheparticlediameterisnotthesmallerthebetter,andtheoptimumrangeofparticlediameteris150—200nm．Studiesshowthattheself-cleaningeffectturnedbetterwhenaddingzincacetatetoTi02．Theoptimumcontentofzincacetateis6wt％．C

8、onsideringtheself-cleaningeffectandaspectofthematerial，thebestcontentofTi02inself-cleaningmaterialsystemsis7wt％．Theeffectofp