超分子插层结构颜料的组装及其性能研究

论文摘要

有机颜料由于其色泽鲜艳、品种齐全、易于分散等特点广泛于应用油漆、涂料、食品、纺织、造纸、印染和化妆品等诸多行业,然而有机颜料的耐热、耐光和耐候性能较差,严重限制其在相关领域的应用,因而研究高耐热、耐光和耐候性的新型颜料具有重要的意义。基于类水滑石层状材料的可插层组装性、层间阴离子可交换性和主体层板对层间阴离子的屏蔽作用,分别采用成核/晶化隔离法、离子交换法和单滴共沉淀法,将2,5-二氯代-4-（5-羟基-3-甲基-4-（磺基偶氮苯基）吡唑-1-基）苯磺酸二钠盐（DHSB）、1-氨基-4-（环乙氨基）-9,10-二氢-9,10-氧杂葸-2-磺酸钠盐（ACDS）以及3-羧基-5-羟基-（对苯磺酸）-4-（对苯磺酸偶氮）吡唑三钠盐（HSSC）的阴离子插层组装到ZnAl水滑石前驱体层间,制备了新型超分子插层结构的无机-有机复合颜料ZnAl-DHSB-LDHs、ZnAl-ACDS-LDHs和ZnAl-HSSC-LDHs。采用XRD、FT-IR、TG-DTA、TEM、SEM和ICP等表征手段,对所制备的三种超分子插层结构颜料进行了详细的分析和表征,结果表明,ZnAl-DHSB-LDHs、ZnAl-ACDS-LDHs和ZnAl-HSSC-LDHs无机-有机复合颜料结构中存在超分子相互作用,具有典型的超分子结构特征,且晶体结构完整,平均颗粒尺寸分别为50 nm、120 nm和100 nm,化学组成分别为[Zn0.67Al0.33（OH）2]（DHSB）0.17·0.76H2OZn0.65Al0.35（OH）2]（ACDS）0.35·0.14H2O和[Zn0.74Al0.26（OH）2]（HSSC）0.08·0.55H2O。分别对ZnAl-DHSB-LDHs、ZnAl-ACDS-LDHs和ZnAl-HSSC-LDHs的光稳定性考察结果显示,光老化50 min后色差值△E分别由纯染料客体的4.8、12.8和7.2降低到新型颜料的3.6、2.1和5.4；热老化实验同时显示,与插层前染料客体相比,插层组装后的三种颜料的热稳定性也有明显的提高。ZnAl-DHSB-LDHs、ZnAl-ACDS-LDHs和ZnAl-HSSC-LDHs是光、热稳定性良好的有机-无机复合颜料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 着色剂
• 1.1.1 染料
• 1.1.2 颜料
• 1.1.3 着色剂的发展趋势
• 1.2 水滑石
• 1.2.1 水滑石（LDHs）概述
• 1.2.2 水滑石的组成与结构
• 1.2.3 LDHs的性质
• 1.2.3.1 组成和结构的可调控性
• 1.2.3.2 碱性
• 1.2.3.3 热稳定性
• 1.2.3.4 粒径的可调控性
• 1.2.3.5 结构记忆效应
• 1.2.4 水滑石的制备
• 1.2.5 水滑石的表征方法
• 1.3 超分子插层结构颜料的研究进展
• 1.4 本论文的研究目的、意义和内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验内容
• 3-LDHs的制备'>2.2.1 水滑石前驱体ZnAl-NO₃-LDHs的制备
• 2Al-NO₃-LDHs'>2.2.1.1 成核/晶化隔离法制备Zn₂Al-NO₃-LDHs
• 3Al-NO₃-LDHs'>2.2.1.2 成核/化隔离法制备Zn₃Al-NO₃-LDHs
• 2.2.2 ZnAl-DHSB-LDHs的制备
• 2.2.2.1 离子交换法制备ZnAl-DHSB-LDHs
• 2.2.2.2 单滴共沉淀法组装ZnAl-DHSB-LDHs
• 2.2.2.3 成核/晶化隔离法组装ZnAl-DHSB-LDHs
• 2.2.3 离子交换法制备ZnAl-ACDS-LDHs
• 2.2.4. ZnAl-HSSC-LDHs的制备
• 2.2.4.1 离子交换法组装ZnAl-HSSC-LDHs
• 2.2.4.2 单滴共沉淀法组装ZnAl-HSSC-LDHs
• 2.2.4.3 成核/晶化隔离法组装ZnAl-HSSC-LDHs
• 2.2.5 颜料样品的光、热稳定性测试
• 2.3 样品的分析表征
• 2.3.1 X射线衍射分析
• 2.3.2 红外分析
• 2.3.3 紫外-可见光吸收分析
• 2.3.4 热重分析
• 2.3.5 ICP分析
• 2.3.6 扫描电子显微镜分析
• 2.3.7 高分辨透射电子显微镜分析
• 2.3.8 颜色差值AE分析
• 第三章 超分子结构ZnAl-DHSB-LDHs的组装及其性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 ZnAl-DHSB-LDHs组装条件的选择
• 3.2.1 组装方法的选择
• 3.2.2 层板主体Zn/Al摩尔比的选择
• 3.3 ZnAl-DHSB-LDHs的晶体结构
• 3.4 ZnAl-DHSB-LDHs的形貌
• 3.5 ZnAl-DHSB-LDHs的红外分析
• 3.6 ZnAl-DHSB-LDHs的TG-DTA分析
• 3.7 ZnAl-DHSB-LDHs的化学组成
• 3.8 ZnAl-DHSB-LDHs的结构模型
• 3.9 ZnAl-DHSB-LDHs的光、热稳定性研究
• 3.9.1 ZnAl-DHSB-LDHs的热稳定性研究
• 3.9.2 ZnAl-DHSB-LDHs的光稳定性研究
• 3.10 小结
• 第四章 超分子结构ZnAl-ACDS-LDHs的组装及其性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 ZnAl-ACDS-LDHs的晶体结构
• 4.3 ZnAl-ACDS-LDHs的形貌
• 4.4 ZnAl-ACDS-LDHs的红外分析
• 4.5 ZnAl-ACDS-LDHs的TG-DTA分析
• 4.6 ZnAl-ACDS-LDHs的化学组成
• 4.7 ZnAl-ACDS-LDHs的结构模型
• 4.8 ZnAl-ACDS-LDHs的光、热稳定性研究
• 4.8.1 ZnAl-ACDS-LDHs的热稳定性研究
• 4.8.2 ZnAl-ACDS-LDHs的光稳定性研究
• 4.9 小结
• 第五章 超分子结构ZnAl-HSSC-LDHs的组装及其性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 ZnAl-HSSC-LDHs组装条件的选择
• 5.2.1 ZnAl-HSSC-LDHs组装方法的选择
• 5.2.2 层板主体Zn/Al摩尔比的选择
• 5.3 ZnAl-HSSC-LDHs的晶体结构
• 5.4 ZnAl-HSSC-LDHs的形貌
• 5.5 ZnAl-HSSC-LDHs的红外分析
• 5.6 ZnAl-HSSC-LDHs的TG-DTA分析
• 5.7 ZnAl-HSSC-LDHs的化学组成
• 5.8 ZnAl-HSSC-LDHs的结构模型
• 5.9 ZnAl-HSSC-LDHs的光、热稳定性研究
• 5.9.1 ZnAl-HSSC-LDHs的热稳定性研究
• 5.9.2 ZnAl-HSSC-LDHs的光稳定性研究
• 5.10 小结
• 第六章 结论
• 论文的创新点
• 参考文献
• 发表论文及申请专利情况
• 致谢
• 论文作者及导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书