复合阳离子（精选九篇）
复合阳离子 篇1
本文采用丙烯酰胺、环氧氯丙烷、三乙胺合成了一种新型的阳离子PAM,选择阳离子度为30%的阳离子PAM与AS复配,并通过对实际废水处理的比较,证明它有较好的絮凝性能。
1 实验部分
1.1 实验仪器和试剂
ZD-1型浓度分析仪、722光栅分光光度计、SC956混凝搅拌机、电子天平、79-2双向磁力搅拌器、电热恒温、鼓风干燥箱、油浴装置、常规玻璃仪器。
环氧氯丙烷(AR)、三乙胺(AR)、丙烯酰胺(CP)、丙酮(AR)、K2S2O8(AR)、NaHSO3(AR)甲醇(AR)、AgNO3(AR)、铬酸钾(AR)、Al2(SO4)3(AR)、Na2CO3(AR)、AS(AR)。
1.2 阳离子PAM-AS复合混凝剂的制备
称取0.3 mol的环氧氯丙烷和三乙胺,10 mL丙酮于50 ℃条件下反应至下层出现大量棕色油状物环氧丙基三乙基氯化铵,然后取环氧丙基三乙基氯化铵和丙烯酰胺按照同摩尔比例(丙稀酰胺稍过量)以水为反应溶剂,在60～70 ℃条件下反应12 h,得到含阳离子基团单体的水溶液。取所得水溶液,按比例加入丙烯酰胺,磁力搅拌、回流,通N2,50～60 ℃的条件下,加入反应物质量0.05%的K2S2O8和0.1%的NaHSO3引发剂进行聚合反应,反应进行12～24 h后冷却,将冷却后的溶液慢慢倒入一定量盛有甲醇的烧杯,边倒边搅拌,产物完全倒入后,取上层液体滴入甲醇中,没有白色絮状物即为提取完全,即为有机高分子阳离子产品,按文献[8]方法,测得阳离子度30.5%。
将合成的阳离子产品调节到适当pH值,与硫酸铝(AS)在55 ℃下复合反应60 min,即制得新型高效复合絮凝剂PAM-AS。产品50 ℃下真空干燥即得产品。
1.3 应用实验
废水样取自南宁糖纸厂废水处理站,外观呈黄褐色,不透明,有酸味和酒味。原水水质指标为pH=6.8,浊度为1000°,透光率为15.8%,色度采用稀释倍数法为400倍左右,CODCr=6270 mg·L-1。
将糖厂原水稀释2倍后,以Na2CO3溶液调节废水的pH值至碱性,六联搅拌机快速搅拌下向定量废水样中投加适量絮凝剂,200 r·min-1快速搅拌3 min,然后100 r·min-1搅拌6 min。处理后静置沉降10 min后取上清液测定剩余浊度,CODCr值,并于λ=580 nm处测定透光率。
将上述絮凝实验的水样倒入100 mL量筒并反复翻转10次,用秒表测定絮体通过一定距离所需要时间,得出沉降速度。
2 结果与讨论
2.1 絮凝剂用量对絮凝效果的影响
絮凝剂投加量是决定絮凝效果的重要因素之一。图1为复合絮凝剂PAM-AS、PAM、AS的不同投加量对絮凝效果的影响。图1结果表明,在三者投加量相同的情况下,PAM-AS絮凝效果远优于PAM和PAC,而且PAM-AS最佳投药量范围宽,远远低于PAM和AS。达到最佳除浊效果,PAM-AS的投加量为15～20 mg·L-1,PAM为20～25,AS在所检测的范围内,远没有达到除浊效果。
2.2 絮凝剂的沉降性能
用PAM-AS、PAM、AS分别对造纸生产废水进行絮凝沉降实验,结果见图2。从图2可以看出,投加PAM-AS的絮凝体沉降速度明显优于投加PAM和AS的絮凝体。实验发现,投加PAM-AS的絮体粗大,絮体形成速度快,矾花密实,在很短的时间内即全部沉降。这是由于一方面,AS带的正电荷增强了压缩双电层的能力,使颗粒之间产生凝聚;另一方面,PAM的链网状结构,使絮凝剂在絮凝过程中产生良好的吸附作用及大分子的桥连卷扫作用。
2.3 COD去除效果
高浓度的有机废水处理后要达到国家污水排放标准,难度很大,尤其是COD指标。只有混凝法有较高的COD去除率,能保证后续生化处理的正常进行。实验对造纸废水COD去除率进行了评价,结果见图3。由图3可知,当投加量相同时,絮凝剂PAM-AS处理后水体的COD去除率远大于PAM和AS。PAM-AS对造纸废水的COD最高去除率为80%,远高于PAM的最高COD去除率63%。分析PAM-AS之所以能显著提高COD的去除率,主要是由于絮凝剂PAM-AS形成了具有一定支链的高电荷网状结构,这样的结构对捕集悬浮粒子有更大的能力。絮凝剂在水中分散的过程中,与一些溶解态的胶体颗粒作用生成不溶性物质,再经过吸附、架桥使小颗粒变成大絮团而沉淀去除。
2.4 絮凝剂投加量对透光率的影响
透光率在一定程度上反映了絮凝剂的脱色能力。图4是3种絮凝剂对造纸废水透光率影响的实验结果。由图4可以看出,PAM-AS对废水的透光率要远优于PAM和AS。这个与图1显示的PAM-AS的絮凝除浊能力优于PAM和AS是相一致的。
3 结论
(1) 复合絮凝剂PAM-AS在对糖纸厂废水的处理中表现出优良的絮凝性能,投加量少,去浊率高,COD去除能力明显优于PAM和PAC。
(2) 复合絮凝剂PAM-AS表现出优越絮凝性能,主要是由于它既可以加强电中和凝集效力,又可以借助PAM网状结构通过卷扫、吸附架桥使废水得到充分的絮凝净化。
摘要：利用丙烯酰胺、环氧氯丙烷、三乙胺合成了阳离子度为30%的阳离子PAM,再与AS进行复配,制备了一种新型高效的复合絮凝剂PAM-AS。通过对糖纸厂废水的处理实验,探讨了絮凝剂用量对絮凝效果、COD去除效果和透光率的影响。实验表明PAM-AS投药量少,絮凝沉降速度快,COD去除率高,絮凝效果优于聚丙烯酰胺(PAM)和硫酸铝(AS)。
关键词：复合混凝剂,制备,应用
参考文献
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[4]郑怀礼,龙腾锐,舒型武.聚合硫酸铁絮凝剂絮凝机理分析[J].重庆环境科学,2000,22(5):51-54.
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[7]MallonRD.Cationic Water-Souble Polymers Precipitationin SaltSolution[P].US,6013708,2000-01-11.
复合阳离子 篇2
通过对Cu2+单一处理和铜镉复合处理条件下土壤酶活性的对比分析,研究了铜镉元素对土壤酶毒性的.不同复合效应以及稻田土壤重金属污染状况与土壤酶活性的相互关系.研究结果表明,重金属复合污染不仅与单一元素污染的生物学效应不同,而且对土壤酶活性的影响也更为复杂.Cu2+单一污染对稻田土壤酶的抑制效应顺序为磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶,与铜镉复合污染的抑制效应顺序脲酶＞磷酸酶＞过氧化氢酶不同.脲酶和磷酸酶对铜镉污染反应敏感,其活性与Cu2+浓度和铜镉复合浓度均呈显著负相关.铜镉复合污染对脲酶表现出协同抑制的特征;对过氧化氢酶和磷酸酶的毒性表现出不同程度的拮抗作用.建议综合脲酶和磷酸酶活性作为评价和预测稻田土壤铜镉污染的生物学指标.
作 者：黄峥 闵航 吕镇梅 金文明 袁海平HUANG Zheng MIN Hang L(U) Zhen-mei JIN Wen-ming Yuan Hai-ping 作者单位：浙江大学,生命科学院,浙江,杭州,310029 刊 名：浙江大学学报（农业与生命科学版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(AGRICULTURE & LIFE SCIENCES) 年，卷(期)：2006 32(5) 分类号：X171.5 S154.2 关键词：重金属 复合污染 土壤酶★ 高中生物《酶与酶促反应》说课稿
★ 纤维素复合酶对豌豆秸秆营养价值的影响
★ 新闻传媒对职业教育的影响探究论文
★ 工艺温度对丁羟推进剂力学性能的影响
★ 高压对复合型微生物絮凝剂产生菌的性质和絮凝活性的影响
★ Ce对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗光合作用影响:Ⅰ对光合色素与希尔反应活性
★ 解构与整合：网络媒体对学校教育的影响
★ 成胶过程中除醇温度对钛硅分子筛物化性能影响
★ 基片温度对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与亲水性的影响
复合阳离子 篇3
【关键词】楔状缺损;光固化复合树脂;玻璃离子粘固剂
笔者从2004年初至2008年底,在临床选择有牙颈部楔缺的非龋性患者168名,随机分组并应用国内产牙科材料进行修复治疗,并定期追踪观察,以选择和确立一种较为理想的修复治疗方案。
1材料和方法
1.1研究对象我院口腔科门诊楔状缺损的非龋病患者168名共579颗牙,分成3组:1组,患者56人共178颗牙(男性34例,女性22例,年龄39～7l岁);2组51人共172颗牙(男性32例,女性19例,年龄从37～69岁);3组,61人共229颗牙(男性34例,女性27例,年龄从42～76岁)。
1.2使用材料玻璃离子粘固剂(以下简称玻粘);上海青浦尼康齿科材料厂生产的双组份材料。光固化复合树脂(以下简称复合树脂):可乐丽菲露TMSE BONDR,日本可乐丽医疗器械株式会社生产。牙质粘合用处理剂、粘合剂,日本可乐丽医疗器械株式会社生产。护髓剂:硬固型氢氧化钙,贺利氏古莎齿科有限公司生产。
1.3研究方法1组,用玻粘修复;2组用复合树脂修复;3组采用玻粘衬底,然后复合树脂修复。对每例患者均常规的用洁、刮治等清洁修复区措施,缺损近髓牙用硬固型氢氧化钙覆盖于近髓处行间接护髓。对1组病例,在冲洗并彻底干燥后,先用小尼龙毛刷沾少许玻粘液体涂于缺损区,处理约30秒左右,然后用气枪吹除多余液体,直接用玻粘充填、成型、修整,再在其表面涂一层白甘油。对2组病例,在冲洗初步干燥后,用牙质粘合用处理剂处理20秒钟,干燥,然后在缺损区表面涂粘合剂,并用气枪吹匀,光照10秒,接着分层填压复合树脂(单层厚度不超过2mm),再用光固化机进行近距离照射,每层光照40秒,直至修复物高出缺损区周围牙面少许为止。最后依次用金刚砂车针、细纸砂片和橡皮锥沾磨牙膏抛光;对3组病例,在冲洗干燥后,按1组方法将玻粘充垫于缺损深处牙本质上,并留出1～1.5mm厚度的复合树脂的空隙(注意玻粘不要覆盖住缺损区周边的牙釉质,凡覆盖住的地方应在玻粘未固结前仔细除去),待其初凝后,用牙质粘合用处理剂处理20秒干燥,涂粘合剂,光照10秒,然后按照2组方法用复合树脂修复整个缺损区,最后打磨、抛光。
1.4疗效观察修复3月内,被修复牙敏感症情况;1年内被修复牙的牙髓病变或根尖周病变的发生率;被修复牙1年以上修复体的完好率,指修复体无肉眼可见的显著缺损或脱落,被修复区边缘无明显暴露.各组统计结果作X2检验。
2结果
3组3个月内被修复牙敏感症疗效:1组9例(5.1%);2组83例(48.3%);3组14例(6.1%)。1、2组比较,P<0.01,2组敏感症发生率显著高于1组;2、3组比较,P<0.01,2组敏感症发生率显著高于3组;2组3月内被修复牙敏感症的存在率显著高于1,3组。3组'年内修复体完全脱落的情况:1组21例(11.8%);2组9例(5.2%);3组13例(5.7%)。1、2组比较,P<0.01,2组脱落率小于1组;2,3组比较,P>O.0l,故2,3组脱落率无明显差异;2,3组脱落率明显低于1组。
3组1年内被修复牙牙髓或根尖周病变发生情况:1组3例(1.7%);2组21例(12.2%);3组5例(2.2%)。12组比较,P<0.005,2组1年内被修复牙牙髓或根尖周病变发生率显著高于1组;1,3组比较P>0.05,13组1年内被修复牙牙髓或根尖周病变发生率无显著差异;2组1年内被修复牙牙髓或根尖周病变发生率显著高于1,3组。
3组1年后修复体基本完好情况:1组61例(34.3%);2组135例(78.5%);3组162例(70.8%)。1,2组比较,P<0.05,2组1年后修复体基本完好率显著高于1组;2,3组比较,P>0.05,2,3两组1年后修复体基本完好率无显著差异;2,3组1年后修复体基本完好率均优于1组。
3讨论
楔状缺损为中老年人牙体的常见病和多发病。作者为选择一种理想的治疗方案,对579例楔状缺损患者随机分组,从3月内被修复牙敏感症率,1年内牙髓或根尖周病变发生率,1年后修复体基本完好率三方面对上述三种方法实行评估,结果显示出,单纯应用复合树脂修复治疗者,3月内被修复牙敏感症率和1年内牙髓或根尖固病变发生率明显高于其它两种方法。梁景平等[1]研究指出:用光固化复合树脂修复治疗牙体缺损所出现的牙齿敏感症和牙髓或根尖周病变的发生率高,原因有两点,一是直接酸蚀牙本质的刺激,二是树脂直接放置于无保护的牙本质上,其聚合基质能使牙髓发生炎性反应。本文临床实践与之相符合,单纯应用玻粘修复楔状缺损,被修复牙术后敏感症和牙髓与根尖周病变发生率较低,这是因为玻粘与牙釉质、牙本质都具有一定的粘着力,避免了使用牙本质粘合用处理剂对牙髓的刺激。玻粘对牙髓刺激明显地轻于复合树脂,且长期地释放出氟化物尚能抑制侵袭细菌的繁殖,但是国内产玻粘却存在着色泽外观及抗磨损上都不如复合树脂的缺陷;而采用联合应用玻粘和复合树脂,就集中了两者的优点,克服了各自单独使用的缺点。目前,国外已生产新型光敏固化玻璃离子粘固剂,既有粘接性好,又有刺激性小的优点,更改进了外观色泽和耐磨性,是理想的楔状缺损修复材料,但价格较昂贵。笔者认为联合应用国内产玻粘与普通复合树脂修复牙颈部楔状缺损仍不失为适合国情的一种较好的治疗方法。
参考文献
复合阳离子 篇4
本研究采用具有高比表面积的活性炭纤维(ACF)为基底电极,采用电化学法制备了掺杂十二烷基苯磺酸阴离子(DBS-)的PPy复合膜(ACF/PPy/DBS)。在恒电位模式下,考察了不同膜厚的ACF/PPy/DBS复合膜对Ca2+的电控离子交换性能和电流效率,为PPy膜作为一种新型的离子交换树脂材料提供了理论依据和实验参考。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
EG&G电化学工作站 (263A,美国普林斯顿应用研究公司);原子吸收光谱(Aanalyst700,美国 PE公司);扫描电镜 (SEM,JSM-5600L, 英国);吡咯(pyrrole,上海国药集团化学试剂有限公司)经减压蒸馏提纯后使用;活性炭纤维(ACF,鞍山活性炭纤维公司);其他试剂均为分析纯;实验用水为超纯水。
1.2 活性炭纤维(ACF)的预处理
将ACF(比表面积为800m2·g–1,厚度为4mm)剪成20mm×20mm大小,先用蒸馏水洗去表面的杂质;再在1mol·L-1的NaOH溶液中煮沸30min,以去除活性炭纤维上有机物质;然后在大量蒸馏水冲洗后将其置于1mol·L-1的HCl溶液中煮沸30min,以除去活性炭纤维上的无机物质;最后用蒸馏水冲洗并煮沸,再冲洗至中性为止。将经过上述处理的活性炭纤维置于烘箱中,在105℃下烘干12h后置于干燥器中备用。
1.3 ACF/PPy/DBS复合膜的制备
ACF/PPy/DBS复合膜的制备采用三电极体系,ACF工作电极置于阳极室,铂片(10cm2)为对电极置于阴极室,阴、阳极室用阳离子交换膜隔开。饱和甘汞电极(SCE)为参比电极, 文中所有电位均相对于SCE。电化学聚合采用恒电位模式,用263A型EG&G电化学工作站控制聚合电位为0.7V。聚合用电解液为0.1mol·L-1十二烷基苯磺酸钠(SDBS),含有0.1mol·L-1吡咯单体,聚合前通N2 15 min除氧。阴极室内为0.1 mol·L-1的H2SO4溶液。实验中分别制备聚合时间为0.5h和1h的两种ACF/PPy/DBS复合膜,分别记作APD0.5和APD1。
1.4 ACF/PPy/DBS复合膜离子交换实验
实验溶液均处于搅拌状态,为了防止聚吡咯复合膜的过氧化,离子交换实验均采用恒电位模式,在263 A型EG&G电化学工作站的控制下进行。Ca2+离子掺杂实验在50mL,0.01mol·L-1的CaCl2溶液中进行,以制备的ACF/PPy/DBS复合膜为阴极,开路吸附0.5h后阴极极化1h,通过原子吸收光谱检测极化前后溶液中Ca2+的浓度变化。然后将掺杂Ca2+的ACF/PPy/DBS复合膜用超纯水冲洗3次,再放入超纯水中搅拌浸泡15min,以去除附着在ACF/PPy/DBS复合膜表面上的Ca2+,晾干用于解析实验。解析实验在50mL,0.01mol·L-1的KCl溶液中进行,阳极极化1h后进行Ca2+离子解析,通过原子吸收光谱检测极化前后溶液中Ca2+的浓度变化。
2 结果与讨论
2.1 ACF/PPy/DBS复合膜表征
图1是ACF和ACF/PPy/DBS复合膜的扫描电镜照片。由图可见,相比于空白ACF(图1-a),复合膜APD0.5(图1-b)和APD1(图1-c)的纤维明显变粗,表明PPy/DBS在载体ACF表面上的电沉积,并均匀地三维生长。与复合膜APD0.5相比,APD1的膜厚和比表面积明显增加,这对于实现聚吡咯复合膜的电控离子交换的实际应用有着重要意义。通过对比空白ACF和复合膜的横截面,估算出在复合膜APD0.5和APD1上电沉积的聚吡咯的厚度分别为3μm和5μm,而weidlich等[7]人通过化学氧化聚合得到的聚吡咯厚度仅为65nm。由图(1-d)可见,ACF/PPy/DBS复合膜均匀紧密,呈现典型的聚吡咯膜的菜花状形貌。
2.2 Ca2+离子的交换
2.2.1 Ca2+离子的掺杂
PPy复合膜阴极还原过程,掺杂到聚吡咯复合膜中的对阴离子DBS-由于体积较大,不易从膜内脱出,在极化过程中为了维持聚吡咯复合膜的电中性,溶液中的阳离子补偿了聚吡咯复合膜中的DBS-对阴离子,从而掺杂到聚吡咯复合膜中。
由图2可以看出,在相同条件下Ca2+在复合膜APD1内的掺杂量高于复合膜APD0.5,这是由于随着膜厚的增加,PPy/DBS质量增加、离子交换容量增大。此外,当阴极极化电位(Ecp)在-0.4 ~ -0.8V时,随着电位的负移,复合膜内Ca2+的掺杂量均明显增加,其中复合膜APD0.5对Ca2+的吸收量分别从0.325mg·L-1·cm-2增加到2.713mg·L-1·cm-2,APD1对Ca2+的吸收量分别从0.438mg·L-1·cm-2增加到4.088mg·L-1·cm-2;而当极化电位小于-0.8V时,复合膜内Ca2+离子的掺杂量增加的不明显。
2.2.2 Ca2+离子的解析
PPy复合膜阳极氧化过程,聚吡咯链中的正电荷由链中的阴离子DBS-补偿,已掺杂到聚吡咯膜中的阳离子被释放。解析实验只考察在-0.7V阴极电位条件下ACF/PPy/DBS复合膜内掺杂的Ca2+在不同阳极极化电位下的解析效果。
由图3可见,随着阳极极化电位正移,APD1对Ca2+的解析量少量增加,而APD0.5的变化趋势不明显。可见阳极极化电位对复合膜内Ca2+的解析影响不大。
2.3 电流效率
图4是Ca2+在复合膜内掺杂的电流效率与阴极极化电位的关系。由图可见,在相同条件下,复合膜APD0.5掺杂Ca2+的电流效率高于复合膜APD1。在-0.8V
图5是Ca2+在不同阳极极化电位解析的电流效率。在相同条件下,复合膜APD0.5对Ca2+解析的电流效率高于复合膜APD1。解析过程中,阳极极化电位对Ca2+的解析量的影响不大,但对电流效率影响显著,解析的电流效率随着阳极极化电位的正移而下降明显,这是由于电位的增加导致了更多的副反应发生所致,如析氢反应或者聚吡咯膜的过氧化。
通过图4和图5的对比可以看出,Ca2+离子解析的电流效率高于其掺杂的电流效率,因为在离子的解析过程中,不但电化学氧化可以将掺杂到膜内的阳离子释放,化学氧化也可以实现阳离子的释放[9,10]。在离子交换实验中由于没有去除溶液中的溶解氧,导致在解析过程中部分Ca2+离子因聚吡咯复合膜被溶解氧氧化而释放。 Mangold K M[9]报道了在同一条件下,通氧气的溶液中聚吡咯复合膜内阳离子的解析量要大于除氧溶液中阳离子的解析量。
3 结 论
以ACF为基底电极,电化学聚合得到均匀致密的ACF/PPy/DBS复合膜作为一种新型的离子交换树脂。实验表明聚合时间的延长能够有效地提高聚吡咯膜的厚度和比表面积,膜厚的增加有助于提高复合膜对Ca2+离子的交换能力。在Ca2+离子掺杂过程中,阴极极化电位的负移能够提高复合膜内Ca2+离子的掺杂量和电流效率,但在Ecp= -0.9V,复合膜对Ca2+离子的掺杂量增加的不明显,但电流效率却下降。在Ca2+离子解析过程中,随阳极极化电位的正移,复合膜对Ca2+离子的解析量略有增加,而电流效率却明显降低。
参考文献
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复合阳离子 篇5
植物栲胶 (缩合类单宁) 是一类价廉易得的多元酚类化合物, 对其进行改性用作水处理剂的研究已经见诸于文献[1,2,3,4,5]。杨梅系杨梅科杨梅属植物, 原产于我国温带、亚热带湿润气候的山区, 在江苏、浙江、福建、广东和广西等省份均有分布[6]。厦门大学的李敏等着重研究了杨梅不同部位总酚含量与缩合单宁含量的差异, 并利用MALDI-TOFMS详细分析利率其中缩合单宁的基本组成结构和连接方式, 缩合单宁的聚合度及聚合物的分布情况为其开发利用提供了理论基础[7]。改性后的杨梅栲胶和聚合氯化铝适用于活性印染废水的脱色处理, 可有效降低聚合氯化铝的用量, 有较好的应用前景, 同时拓宽了林产品在环保领域的应用。
1 实验部分
1.1 实验原料
杨梅栲胶, 缩合类单宁含量68%;聚合氯化铝 (PAC) , 碱基度88.5%;甲醛溶液, CP, 35%;二甲胺溶液, CP, 33%;氯化苄, CP, 99%。
1.2 絮凝剂的制备
按文献[1]和[8], 在酸性条件下, 甲醛和二甲胺与单宁进行反应, 使单宁胺甲基化。用氯化苄对胺甲基化产物在高压釜内进行季铵化。
1.3 絮凝试验
对活性印染废水进行絮凝实验。絮凝实验采用经典的烧杯搅拌法[9]。150r/min快搅1min, 40r/min慢搅5min, 静置30min取上层清液测色度。
2 结果与讨论
2.1 最佳絮凝实验条件的确定
改性后的杨梅栲胶和聚铝复合絮凝剂处理活性红印染废水, 确定最佳絮凝剂物料比, 投加量和pH值。所得结果如图1~图3所示。
从图1可以看出, 改性杨梅栲胶与聚铝的质量比为13:1时絮凝效果最好。
从图2知道废水的PH为8时絮凝效果最佳, 说明活性红的去除适合在碱性条件下, 但碱性过高就会降低絮凝剂的有效性。
从图3得出当复合絮凝剂的用量为105mg/L时絮凝效果最好, 增加其用量絮凝效果反而下降, 这是因为此复合絮凝剂本身就是一种有机高分子材料, 加大用量反而会增加废水的色度。
从图4的趋势线看出虽然随温度温度升高絮凝效果也相应提高, 不过升高有限, 因此温度对絮凝效果的影响可以忽略不计。
2.2 结论
絮凝试验结果表明:该絮凝剂对活性印染废水有很好的絮凝效果, 絮凝剂投加量为105mg/L时色度去除率高达99%。比单独使用聚铝时, 絮凝剂的投加量可显著降低。
摘要：本文系统研究了杨梅单宁改性后和聚铝复合絮凝剂对活性印染废水的脱色处理, 测定了最佳物料质量比, 投加量等。在最佳条件下色度去除率可达99%。
关键词：杨梅栲胶,复合絮凝剂,印染废水,色度
参考文献
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复合阳离子 篇6
发泡性能在一些食品产品中起到了一种重要的作用, 如冰淇淋、蛋糕和甜点等。除了蛋白质的内在属性, 其他外在因素, 如pH值、温度、离子浓度等因素, 也影响起泡性。本课题在前人研究的基础上, 考察了添加黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠时, 其对大豆分离蛋白的发泡性能的影响, 为阴离子多糖在蛋白质产品中的添加提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
大豆分离蛋白 (SPI) 、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠等, 均为市售食品级;磷酸二氢钠、柠檬酸、氯化钠等, 均为分析纯。
1.2 试验仪器与设备
HH-4数显恒温水浴锅, 国华电器有限公司;FA2004上皿电子天平, 上海精密科学仪器有限公司;A-88组织捣碎匀浆机, 江苏金坛医疗仪器厂;pHS-3C精密pH计, 上海雷磁仪器厂;90-1型恒温磁力搅拌器, 上海沪西分析仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 各种因素对SPI发泡性能的影响比较
用pH值7.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液 (浓度0.02mol/L, 以下同) 配成蛋白浓度为3%的溶液, 其中多糖的添加量都为0.10% (相对于蛋白溶液而言, 以下同) ;取100mL 3%的大豆分离蛋白溶液, 在A-88组织捣碎匀浆机中, 以20 000r/min的转速搅打2min, 测其泡沫体积, 然后将此样品静置30min, 再测其泡沫体积。各因素的影响试验则在上述试验的基础上改变该因素进行测定。
1.3.2 发泡性能的评价
本课题研究中, 选用泡沫的2个指标:起泡度 (foaming Capability) 、泡沫稳定性 (foaming stability) 作为评价依据。起泡度与泡沫稳定性计算如下:
泡沫稳定性 (min) =V0×Δt/ΔV
式中:V0为搅打停止时泡沫的总体积, mL;Δt为泡沫静置时间, 30min;ΔV为静置后泡沫体积的改变, mL。
2 结果与讨论
2.1 3种阴离子多糖对SPI发泡性能的影响比较
由图1可知:在黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠添加量分别为0.1%时, 阴离子多糖-大豆分离蛋白复合体系的起泡度和泡沫稳定性都依次减小, 并且比未添加的阴离子多糖的大豆分离蛋白的起泡性能有明显的改善。由于黄原胶对大豆分离蛋白的起泡性能影响较为明显的, 因此在下面的试验中主要研究黄原胶对大豆分离蛋白起泡性能的影响。
2.2 黄原胶添加量对SPI-黄原胶复合体系发泡性能的影响
由图2可知:在黄原胶添加量为0.025%~0.15%范围内, SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大, 添加量为0.10%时达到最大值, 之后稍微减小。
黄原胶是一种高水溶性的阴离子多糖, 溶于水中有很大的黏度, 使体系具有稠厚感。体系黏度增加后, 体系中的分散相不容易聚集和凝聚, 因而可以使分散体系稳定。黄原胶具有较好的表面活性, 可以吸附于分散相的表面, 使其具有一定的亲水性而易于在水体系中分散, 从而可以提高泡沫量及泡沫的稳定性。黄原胶的添加可以提高增加泡壁的黏性和弹性, 从而促进乳液和泡沫稳定性, 并已作为稳定剂、增稠剂和泡沫增强剂使用。而当黄原胶的添加量为0.10%时, 复合体系的发泡性能达到最大值, 之后稍微减小, 可能是因为随着添加量的增加, 体系的黏度增加, 不利于蛋白质的分散而造成的。
2.3 p H值对SPI-黄原胶复合体系发泡性能的影响
由图3可知:在pH值5.5~7.5范围内, SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大, pH值7.0时达到最大值, 之后稍微减小。对于蛋白质泡沫而言, 蛋白质良好的溶解度是其具有良好的起泡度和泡沫稳定性的首要条件。在pH值5.5~7.5的范围内, 随着pH值的升高大豆分离蛋白的溶解度逐渐增强。另外, pH值的改变会影响蛋白质分子的离子化作用和净电荷值, 从而改变蛋白质分子的吸引力、蛋白质分子与水分子结合的能力以及黄原胶和大豆分离蛋白之间的相互作用, 进而影响泡沫形成和维持泡沫稳定的作用力。
2.4 NaCl浓度对SPI-黄原胶复合体系发泡性能的影响
由图4可知:随着NaCl浓度的增加, SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐提高;而起泡度在NaCl的浓度为0.75%达到最大值, 泡沫稳定性在NaCl的浓度为0.50%达到最大值。在一定的NaCl浓度范围内, 随着NaCl浓度的增加SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐提高, 这种起泡能力的提高可归因于:植物蛋白在低盐溶液中具有较高的溶解度;适当浓度的盐溶液能够有助于小分子蛋白物质快速地扩散到界面上以及在界面上的分布。适当的NaCl浓度可以减少表面黏度和蛋白膜的刚性, 但增加了扩散速率, 反过来减弱了肽链间的相互作用, 从而有助于增强某些蛋白质的起泡特性。
然而, 这些影响随着NaCl浓度的变化而变化, 研究发现在NaCl浓度大于0.75%时可以抑制泡沫的起泡能力;在NaCl浓度大于0.50%时, 对泡沫稳定性产生抑制作用。这是由于低浓度的盐溶液有利于改善蛋白的溶解度, 而高浓度的盐溶液则将降低其溶解度, 并且随着NaCl浓度的增加, 黄原胶–黄原胶、蛋白质–蛋白质和黄原胶-大豆分离蛋白分子之间的相互排斥作用降低。
2.5 温度对SPI–卡拉胶复合体系发泡性能的影响
由图5可知:在30~70℃之间时, SPI–黄原胶复合体系的起泡度随着温度的升高变化不明显;而泡沫稳定性随着加温度的升高而增加, 在60℃时具有最大值, 之后随着温度的增加而逐渐降低。
蛋白质的热变性对于改善蛋白质的起泡特性有着重要的意义, 不同的变性温度会使蛋白质产生不同程度的变性, 而蛋白质变性程度的大小则会直接影响到蛋白质的起泡能力。部分加热变性能够改善蛋白质的起泡特性。加热时, 蛋白质分子受热变性, 球状结构展开成伸展的链状, 内部的疏水基团暴露出来, 同时蛋白质分子运动加剧, 分子间的碰撞机会增加, 因而有助于分子间疏水作用和分子间二硫键形成。当加热温度较低时, 蛋白质分子不能充分伸展, 疏水键、二硫键结合不充分, 只发生较小范围的交联;但当加热温度过高时, 蛋白质分子运动非常剧烈, 形成的网络结构混乱无序, 不利于泡沫的稳定。
3 结论
在黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠添加量分别为0.1%时, 阴离子多糖-大豆分离蛋白复合体系的起泡度和泡沫稳定性都依次减小, 并且比未添加的阴离子多糖的大豆分离蛋白的起泡性有明显的改善;在黄原胶添加量为0.025%~0.15%范围内, SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大, 添加量为0.10%时达到最大值, 之后稍微减小。在pH值5.5~7.5范围内, SPI-黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐增大, pH值7.0时达到最大值, 之后稍微减小。随着NaCl浓度的增加, SPI–黄原胶复合体系的起泡度和泡沫稳定性逐渐提高;而起泡性在NaCl的浓度为0.75%达到最大值, 泡沫稳定性在NaCl的浓度为0.50%达到最大值。在30~70℃之间时, SPI–黄原胶复合体系的起泡度随着温度的升高变化不明显;而泡沫稳定性随着加温度的升高而增加, 在60℃具有最大值, 之后随着温度的增加而逐渐降低。
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复合阳离子 篇7
1 锂离子电池材料存在的问题
面对日益严峻的能源危机, 锂离子电池凭借其自放电小、放电电压高、无记忆效应等优点已受到全球能源化学者的青睐。然而锡基、硅基及过渡金属氧化物等作为锂离子电池负极材料时有体积易于膨胀、易于团簇且导电率低的缺点, 成为了限制其应用的瓶颈, 因而解决这些材料的体积膨胀问题和导电性问题是决定其是否具有实际应用价值的前提。
2锂离子电池用新型石墨烯复合材料的合成方法
在锂离子电池用石墨烯复合材料的合成中, 复合材料的选用对石墨烯复合材料最终的性能有较大的影响。在近年来的研究中, 关于Mo S2/石墨烯纳米复合材料、Sn O2/石墨烯复合材料、锰氧化物/石墨烯复合材料等都有报道。
1.1 Mo S2/石墨烯纳米复合材料
研究发现, Mo S2不仅在催化和润滑领域有很广泛的应用, 而且在锂离子电池阳极材料中也展现出了巨大的应用潜力。丁军[2]以在还原体系下制备的PVP修饰过的石墨烯为模板, 采用水热合成法制备了Mo S2/石墨烯纳米复合材料。TEM表征结果显示, 尺寸较为均一的Mo S2纳米花均匀的负载在石墨烯的表面;XRD能谱图表明氧化石墨已被还原为石墨。Mo S2/石墨烯纳米复合材料在恒电流密度为100 m A/g条件下的充放电循环试验曲线显示, 虽然首次充放电中出现不可逆放电平台, 但是随着循环次数的增加, 可逆性逐渐改善、Mo S2/石墨烯复合材料中锂离子的嵌入/脱出趋于稳定, 展现出了优异的循环稳定性能。Mo S2通过与石墨烯的复合, 不仅增强了在锂离子电极材料中电子传输的效率, 同时又防止了其在脱嵌过程中的团簇现象。
1.2 Sn O2/石墨烯复合材料
锂离子电池电极材料中, 相对于石墨类负极材料, 由于Sn O2的理论嵌锂容量高达782 m Ah/g而引起了学者门的广泛关注。然而Sn O2在脱嵌过程中的易于团簇、体积易膨胀、电导率低的缺点极大的限制了Sn O2的实际应用价值。虞祯君等[3]以氯化亚锡和氧化石墨为原料, 采用原位合成法制得的Sn O2/石墨烯复合材料很好的解决了上述问题。Sn O2/石墨烯负极材料充放电试验结果显示, 经过100次充放电的过程后, 其放电总量高达550 m Ah/g, 仍远远大于Sn O2和单纯石墨烯的相应总量。该制备方法不仅不用添加还原剂, 简化了制备工序, 同时又有效的避免了机械混合方法中的团簇现象。
1.3 锰氧化物/石墨烯复合材料
高云雷等[4]在400℃下采用氢气还原制备了锰氧化物/石墨烯复合材料, 其中含锰的氧化石墨是以天然石墨为原料, 采用改进的Hummers法合成得到的。SEM、TEM及XRD表征结果表明, 在锰氧化物/石墨烯复合材料中, 石墨烯片层表面均匀分布有锰氧化物颗粒。电化学性能试验中, 在50 m A/g电力密度下, 经过30次充放电循环, 其嵌锂容量仍高达700 m Ah/g, 表明锰氧化物/石墨烯复合材料具有优异的电化学性能。
1.4 Ti O2/石墨烯纳米复合材料
张晓艳等[5]以钛酸四丁酯和石墨烯为原料, 采用溶胶-凝胶法制得了Ti O2/石墨烯纳米复合材料, 其中, 石墨烯是由石墨粉经Hummers法氧化再进一步还原得到。XRD表征结果表明, 石墨烯与Ti O2/纳米颗粒很好的复合在了一起。紫外-可见光照射实验显示, 该复合材料能够显著地提高光催化分解水产氢的活性, 表明该复合材料能够很好的抑制光生电子-空穴对的复合, 从而提高光催化剂表面电子传导的速率。
而王昭等[6]以钛酸丁酯和石墨烯为原料, 采用了水热法一步制备Ti O2/石墨烯纳米复合材料。表征结果表明, 氧化石墨的用量对复合材料的影响是至关重要的;此外, 复合材料的光催化性能随着反应温度的升高和反应时间的适当延长, 活性变得更好。
3 总结与展望
石墨烯基复合材料是一种极具潜力的锂离子电极材料。根据锂离子电池用石墨烯复合材料的最新进展, 未来在开发设计新型锂离子电池用石墨烯复合材料的同时, 需注重低成本化、可大规模化生产的石墨烯制备工艺的发展。
摘要：石墨烯复合材料由于其高化学稳定性、大比表面积以及优良的电子传导性能等优点, 已在锂离子电池应用中引起了极大的关注。就几类锂离子电池用石墨烯复合材料现阶段的制备方法进行了简略评述, 并对今后的发展方向进行了讨论。
关键词：锂离子电池,石墨烯复合材料,制备
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复合阳离子 篇8
在微胶囊的制备过程中,乳化剂是影响包覆合成的关键因素之一[3],直接影响芯材液滴的稳定性、微胶囊的包封率、产率、粒径大小及分布状况、形态与形貌等重要指标。目前研究采用的乳化剂主要为单一的阴离子表面活性剂[7—10]。由于阴离子表面活性剂的易起泡特性,较高速率的搅拌条件下,溶液产生大量的空气泡沫。在形成微胶囊囊壁时,壁材预聚体在泡沫表面发生聚合,生成较大的聚合物沉淀,严重影响微胶囊芯材的包覆。本研究发现,非离子表面活性剂不仅拥有较好的乳化能力,还具备低起泡性的特点,因此乳化搅拌产生的泡沫较少,符合实验工艺要求。本文以复合乳化剂有效处理微胶囊制备中起泡问题为目的,重点从复合体系选择、用量、芯壁比、搅拌速率等多个角度,探讨了以复配非离子复合乳化剂的脲醛树脂自修复微胶囊的制备工艺条件和性能。
1 实验部分
1.1 主要原料
37%甲醛溶液、正戊醇、柠檬酸,天津天力化学试剂有限公司;尿素、间苯二酚、十二烷基苯磺酸钠,国药集团化学试剂有限公司;环氧树脂E-51,蓝星新材料无锡树脂厂;三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPEG),安徽新远化工有限公司;非离子乳化剂OP-10,上海凌峰化学试剂有限公司;非离子乳化剂AEO,广州中业化工有限公司。
1.2 仪器设备
XSP—3C光学显微镜,上海光学仪器一厂;数显搅拌器,天津鑫得仪器有限公司;恒温磁力搅拌器,江苏省金坛市环宇科学仪器厂;BT—9300H激光粒度分析仪,丹东百特仪器有限公司;VERTEX70傅里叶红外光谱仪,德国布鲁克公司;SDT—Q600同步热分析仪,美国TA公司。
1.3 微胶囊的制备
取一定量的甲醛和尿素混合后,加入至附有冷凝管的三口烧瓶中,在磁力搅拌作用下,待溶液中的粉末完全溶解,用三乙醇胺调节溶液p H至8~9,70℃恒温条件下搅拌1 h,生成的预聚体溶液黏稠透明,加入2倍溶液体积的去离子水。
待溶液冷却至室温后,在低速的搅拌作用下,加入适量的间苯二酚、氯化钠溶液、复合乳化剂OP-10/AEO;并将水浴温度升至50℃,向溶液中逐滴加入芯材(环氧树脂E-51∶TMPEG=5∶1),调高转速,加入2滴助乳剂戊醇,乳化1 h。
用柠檬酸分段调节溶液p H至3,同时缓慢升高水浴温度至65℃,恒温反应2 h。用丙酮洗去未包覆的环氧树脂,去离子水洗涤过滤物,真空抽滤后,放置50℃干燥箱内24 h,获得白色颗粒状的微胶囊。
1.4 性能测试与表征
形貌观察:用光学显微镜(OM)观察微胶囊形状、表面形态以及分散状况。
粒径测定:利用激光粒度分析仪测定微胶囊的粒径大小,统计分布状态,并通过Gauss拟合建立粒径的分布曲线。
包封率测定:取5组微胶囊样品,质量都为m1,研磨完全,经丙酮多次洗涤,使囊芯物质完全去除,将过滤出的壁材干燥并称重,取均值为m2,由公式(1)得改性环氧树脂实际的含量Ca(%)。
由公式(2)得,改性环氧树脂理论含量Cb(%);其中,W1(g)为实验加入的改性环氧树脂质量,W2(g)为实验加入的壁材质量。
由公式(3)可得微胶囊包封率η。
化学结构分析:通过傅里叶红外光谱仪测定微胶囊、芯材、壁材的官能团,对比分析特征吸收峰,确定微胶囊物质构成。
热稳定性分析:利用同步热分析仪,测得微胶囊和壁材的温度-质量的曲线图,对比两者分析质量损失情况,用以评价微胶囊的热稳定性。
2 结果与讨论
2.1 乳化剂的种类对微胶囊制备的影响
将探讨复合乳化剂对微胶囊制备的影响,所用三种乳化剂如表1所示,具体配比如表2所示。
图1为三种复合乳化体系制备的微胶囊,可以发现,SDBS/OP-10与SDBS/AEO组成的阴离子/非离子复合体系制备的微胶囊呈块状,形状不规则,易发生粘结;这是由于SDBS为阴离子乳化剂,在乳化搅拌的过程中易生成大量的空气气泡,影响芯材剪切分离;在微胶囊的成型过程中,空气气泡阻碍芯材液滴表面聚脲甲醛小颗粒的沉淀,溶液中难以形成稳定球形结构的微胶囊,生成微胶囊量少,芯材的利用率低。
图1中三种复合体系制备的微胶囊,经对比可以发现,OP-10/AEO复合体系乳化效果明显,微胶囊形貌规则,不粘结,具备完整的球形结构,包覆效果好,芯材利用率高。这是因为采用两种非离子乳化剂,在制备过程中产生气泡较少,聚脲甲醛小颗粒可以直接在芯材表面聚合形成囊壁,不仅减少芯材间碰撞后再次合并,还避免了因气泡引起的聚合物沉淀。此外,两类不相同的乳化剂分子交替吸附在芯材液滴表面,减弱了同种乳化分子间的静电斥力,增强了液滴表面的吸附能力,提升了芯材液滴的稳定性。
2.2 乳化剂的用量对微胶囊制备的影响
乳化剂主要起稳定和分散作用,其用量对微胶囊的形态、粒径分布都有显著的影响[3]。图2显示乳化剂用量对微胶囊形态影响,图3是经Gauss拟合得到的微胶囊粒径分布、平均粒径、包封率曲线。
由以上两图所示,当复合乳化剂用量为芯材质量的2.0%时,微胶囊形状不规则且包封率不高,这是由于芯材不能被乳化剂分子全部覆盖,液滴稳定性不好,易重新聚集,使液滴粒径变大和不均匀,生成的微胶囊球形结构不明显;随着乳化剂的用量增加,大量的聚脲甲醛小颗粒在芯材的表面聚合沉淀,避免了液滴再次合并;当用量为芯材质量的4.0%~6.0%时,生成的微胶囊包封率最高达到80%,具有良好的球形结构,表面结构致密,粒径在50~200μm范围且分布集中。
乳化剂的用量继续增加,微胶囊粒径平均值变化不大,分布开始变窄,包封率减少,当增加至8.0%,部分微胶囊表面发生凹陷,并出现较大的颗粒物。这是因为溶液黏度增大,搅拌产生的气泡不能及时排出,聚脲甲醛在芯材表面交联,气泡连同芯材被包覆,经干燥处理后,微胶囊囊壁发生收缩;另外,壁材沉积于芯材液滴表面并形成囊壁后,囊壁表面溶液中仍然存在多余的乳化剂分子,聚脲甲醛在囊壁表面再次交联,生成颗粒状的聚合物,加强了微胶囊表面的粗糙程度。
2.3 芯壁比对微胶囊制备的影响
通常将囊芯原料与囊壁原料的质量比定义为芯壁比,在实验中,直接对微胶囊表面形貌及囊-芯结构形成产生影响[5]。
图4中,当芯壁比为0.6∶1时,微胶囊囊壁表面粗糙,出现团簇现象,周围出现大量的聚合物。这是由于当聚脲甲醛沉积在芯材表面形成一定厚度的囊壁时,反应溶液中仍然存在大量的羟甲基衍生物,由于囊壁的阻碍,吸附作用减弱,脲甲醛小颗粒直接在微胶囊间缩聚,形成聚合物沉淀。相反,当芯壁比1.2∶1时,微胶囊包覆率低,且囊壁易破损,主要因为壁材的用量偏少,形成的微胶囊囊壁厚度小,力学稳定性差。对比实验结果发现,当芯壁比为0.8∶1~1.0∶1时,微胶囊包覆效果好,表面致密,无团簇现象。
2.4 搅拌速率对微胶囊物性的影响
乳化剂用量为5.0%,芯壁比为0.8∶1,其余制备条件相同,分别以搅拌速率为800 r·min-1、1 000r·min-1、1 200 r·min-1、1 400 r·min-1制备微胶囊,采用激光粒度分析仪测定微胶囊粒径,图5是经Gauss拟合得到微胶囊粒径分布、平均粒径、包封率曲线。
由图5得,当乳化搅拌速率为800 r·min-1,微胶囊粒径分布较宽,包封率较低,这是由于搅拌速率偏小,转子没有足够的剪切力来分散芯材,因而乳化作用不明显;增大搅拌速率,微胶囊粒径普遍减小,粒径分布变窄,当转速增至1 400 r·min-1时,微胶囊出现破乳现象,包封率降低明显。这是由于搅拌速率过大,一方面转子破坏分散且稳定的液滴,同时影响聚脲甲醛小颗粒在芯材表面的沉积,另一方面转速过大,溶液离心现象严重,部分芯材液滴飞溅并粘在圆底烧瓶内壁上,无法形成囊-芯结构微胶囊,产量减少明显。
实验表明,当搅拌速率为1 000~1 200 r·min-1时,微胶囊具有较好的分散效果。其中,当搅拌速率为1 200 r·min-1时,粒径主要在50~150μm范围内,分布相对集中,平均值为104μm,包封率达到最高为80%。
2.5 微胶囊形成过程分析
微胶囊形成过程即脲甲醛预聚体随着溶液p H的降低,在芯材表面聚合形成包覆芯材的囊壁,具体如图6所示。
如图6所示,酸化过程主要分为4个阶段:(a)乳化分散,p H=7~8,芯材液滴大小均一,表面形成半透明的薄膜,溶液中观察不到其它物质;(b)囊壁形成,向溶液中分次缓慢的滴加柠檬酸,当p H降至5~6,溶液中出现大量的聚脲甲醛小颗粒,并开始沉积在芯材液滴的表面;(c)囊壁增厚阶段,继续滴加柠檬酸,当p H=3~4,微胶囊逐渐成型,囊壁开始变厚,粒径开始增大;(d)固化囊壁阶段,停止加入柠檬酸,保持恒温条件,继续反应2 h,形成一定厚度的囊壁,微胶囊外貌结构致密。
2.6 微胶囊化学结构分析
图6为壁材、芯材(E-51/TMPEG)、微胶囊的傅里叶红外光谱图。对比分析微胶囊和壁材的曲线,3 400 cm-1、2 860~2 980 cm-1、1 612 cm-1、1 556 cm-1处附近的峰依次为官能团N-H、饱和的C—H、—C=O、—C—N的特征吸收峰,由此表明微胶囊的囊壁(聚脲甲醛)已合成;对比微胶囊和芯材的曲线,1510 cm-1、1 241 cm-1处为官能团C-O-C的特征吸收峰,917 cm-1、831 cm-1处为环氧官能团的特征吸收峰,表明微胶囊成功包覆芯材(E-51/TMPEG)。
2.7 微胶囊室温贮存性分析
图7为室温条件下,微胶囊时间-质量损失图。当置于室温30 d,微胶囊的质量减少量小于1.0wt%,100 d后损失的质量小于2.5wt%。其中,0~10 d中质量减少的速度最快,这可能由反应剩余的甲醛与水分从微胶囊中挥发出来引起;10 d后,微胶囊的质量变化,主要是由于微胶囊中被包覆物质因渗透作用穿过囊壁流出引起。
2.8 微胶囊热稳定性分析
图8为微胶囊与壁材的TGA曲线图,以10℃/min的升温速率提高实验温度,微胶囊与壁材的质量开始逐渐变小。当温度小于100℃时,微胶囊质量减少量不到2.0wt%,原因是壁材中的存在少量未反应完的甲醛和水分,加热挥发引起质量变化小;温度继续升高,微胶囊质量减少速率较小,当温度大于250℃时,质量减少速率大幅增加,由于微胶囊的囊壁被高温破坏,芯材直接暴露在高温环境中,加速微胶囊的分解;在整个高温分解过程中,温度区间为350~420℃时质量减少速率最大,其次为温度区间250~350℃,这是因为芯材中稀释剂TMPEG分解温度小于E-51分解温度,只有当实验温度达到350℃后,芯材中的两种物质都开始分解;当温度大于420℃,质量减少速率逐渐变小,原因是囊芯物质已分解完毕,仅存少量囊壁物质还在分解。对比微胶囊,壁材分解较为简单,当温度大于250℃后,质量减少速率大幅增加,说明壁材的分解温度为250℃。
结合微胶囊与壁材的热分解过程,可得微胶囊热稳定温度为250℃,在250℃以下时能保持基本的囊-芯结构。
3 结论
通过研究微胶囊制备过程中非离子乳化低起泡性的特点及复合乳化的优势,探讨实验主要影响因素,结合表征分析情况,得出以下结论:
(1)非离子OP-10/AEO复合体系能有效解决制备过程中乳液稳定性、微胶囊成囊性、规则形状等问题。最佳制备条件:复合乳化剂用量为5.0%,芯壁比为0.8∶1,搅拌速率为1 200 r·min-1,微胶囊包封率可达到80%,表面致密呈规则球形,粒径分布相对集中,平均粒径为104μm。
(2)该微胶囊具备良好室温贮存性和热稳定性。在室温条件下放置30 d,质量下降不到1.0wt%;当温度升高至100℃时,其质量减少量仅为2.0wt%,热稳定温度为250℃。
摘要：提出采用低起泡性的OP-10/AEO非离子复合乳化体系解决微胶囊制备过程中乳化缺陷问题。以改性环氧树脂E-51为芯材修复剂,通过原位聚合法制备脲醛树脂自修复微胶囊。采用光学显微镜、傅里叶红外光谱仪、同步热分析仪分别对形成过程、化学结构及热稳定性进行分析。利用Gauss拟合研究粒径分布,并探讨了乳化剂体系选择、乳化剂用量、芯壁比、搅拌速率等因素对微胶囊性能的影响。结果表明,该体系能有效改善乳化剂起泡效果,用量为5.0%,芯壁比为0.8∶1,搅拌速率为1 200 r/min,微胶囊包封率达到80%,粒径分布相对集中,具备良好的室温贮存性及热稳定性。
关键词：低起泡性,非离子复合乳化,自修复微胶囊,Gauss拟合
参考文献
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复合阳离子 篇9
关键词：牙根面龋,老年患者,复合树脂,玻璃离子
老年人因各种因素的影响易发生牙根面龋, 对老年人的口腔健康造成较大的影响。由于龋坏部位固位条件差, 而且近髓, 不宜行酸处理, 给临床修复固位带来较大困难, 常引起充填体脱落[1]。我科自2010年6月至2011年6月期间对48例牙根面龋的老年患者分别采用复合树脂加玻璃离子夹层修复及单独采用玻璃离子修复, 对两种修复效果进行对比, 现报道如下:
1 资料与方法
1.1 临床资料
我科自2010年6月至2011年6月期间对48例牙根面龋的老年患者, 其中男性30例68颗牙, 女性18例28颗牙, 共96颗牙;年龄 (61~73) 岁, 平均年龄 (67.0±6.0) 岁;纳入标准:患牙为第一前磨牙至第二磨牙, 均为活髓牙, 且无牙髓炎及根类周炎症状。本组48例患者均根据WTO和美国国立牙病研究所推荐的标准确诊[2]。将48例患者随机分为两组, 24例患者采用复合树脂加玻璃离子夹层修复作为观察组, 24例患者采用单独玻璃离子修复作为对照组, 两组患者资料无显著差异, 具有可比性。
1.2 方法
对患者患者在修复前均进行口腔卫生宣教, 并行常规的全口牙洁治, 将缺损区牙石及色素沉着除尽, 制洞, 洞缘做出曲线, 然后将腐质除尽, 冲洗窝洞后隔湿, 75%酒精消毒隔湿吹干, 深龋者用氢氧化钙在近髓处盖髓。对照组患者按3.6:1 (g) 的粉液比例将GC Fuji IX型玻璃离子水门汀 (苏州而至齿科有限公司, 日本株式会社, 日本) 调匀后轻压入洞, 充填物基本凝固后采用凡士林涂片材料表面, 在24h后打磨抛光[3]。观察组患者先采用玻璃离子垫底, 厚度为 (0.5~1.0) mm, 固化后将表层磨粗, 然后在表层涂布酸蚀剂进行酸蚀处理40s, 清水冲洗, 隔湿吹干后, 涂布粘结剂, 气枪轻吹, 光照10s, 光固化复合树脂 (Den Fil TM, 韩国倍丽康) 充填修复, 分层光照40s, 修整外形抛光[4]。
1.3 疗效判定
在两组患者修后后6个月及1年时分别对患牙进行修复效果评价, 评价标准如下:成功:患者各种临床症状消失, 修复体与牙体之间边缘密合, 修复体形态正常, 表面完整或轻度粗糙, 无继发龋, 修复体与牙体均无色泽变化。失败:患者有牙髓和根尖周症状, 修复体部分或全部脱落, 与牙体之间出现缝隙, 修复体边缘变色, 表面有较深的凹坑, 严重磨损、折断或松动, 牙体继发牙髓病变。
1.4 统计学处理
采用spss15.0软件进行统计学分析处理, 数据以均数±标准差 (±s) 表示, 计数资料采用X2检验, 计量资料采用t检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者修复后6个月时疗效比较
观察组24例共48牙成功牙数为46 (95.83%) , 对照组24例共48牙成功牙数为44 (91.66%) , 两组患者修复后6个月成功牙数无显著差异 (x2=0.711, P>0.05) (见表1) 。
2.2 两组患者修复后1年时疗效比较
观察组24例共48牙成功牙数为46 (95.83%) , 对照组24例共48牙成功牙数为38 (79.17%) , 两组患者修复后1年时成功牙数有显著差异 (x2=6.095, P<0.05) (见表2) 。
3 讨论
根面龋是指釉牙骨质交界处的牙骨质及牙本质发生龋, 以老年人多见, 是老年人最常见的一种口腔疾病。老年人易发生牙根面龋的原因主要有以下3个方面: (1) 老年人牙龈组织发生增龄性或病理性萎缩, 牙颈部与牙骨质暴露, 易至食物嵌塞, 利于细菌侵入并粘附形成牙菌斑[5]。而且老年人口腔功能下降, 自洁能力较差, 因此, 牙菌斑中微生物易产酸, 使牙体硬组织脱矿, 进而使细菌通过牙骨质进入牙本质, 使牙本质遭到破坏产生龋。 (2) 老年人缺牙较多, 较大部分老年人为了改善咀嚼功能, 进行义齿修复, 产分修复体边缘可压迫牙龈边缘使其萎缩, 而且义齿与牙齿间易产生菌斑, 加上局部唾液减少, 易导致龋病。 (3) 老年人唾液腺发生增龄性萎缩, 功能下降, 而且较大部分老年人喜欢甜食, 在进甜食后未能及时清洁口腔。另外, 老年人刷牙方法不正确, 全身情况差等也是引起牙根面龋的重要原因[6]。据我国第三次口腔健康流行病学调查结果可知, 我国老年人牙根面龋的发病率为8.4%, 因此, 对于该病的治疗应引起重视。
老年人牙根面龋位于近龈缘的牙根面处, 一般呈面积大而深度浅的浅盘状, 由于根根部富含有机质, 修复材料粘附多不牢固, 易继发龋[7]。但由于牙根面龋不直接承受咀嚼压力, 因此, 并不需要较高抗压强度的充填材料。光固化复合树脂与真牙颜色很接近, 而且具有较好的耐磨性, 光固化复合树脂可与牙釉质表面产生的树脂突进行镶嵌固位, 因此, 临床上常将其作为根面龋的填充材料。但是根面龋发生的部位不在牙釉质, 而是在牙骨质与牙本质, 与光固化复合树脂粘结强度不高, 而且光固化复合树脂膨胀系数较牙体硬组织高, 在体积发生改变时可出现微渗漏, 易造成修复体脱落或继发龋, 而且光固化复合树脂对牙髓有一定的刺激作用, 易产生牙髓炎[8]。
GC Fuji IX玻璃离子是一种易与牙本质及牙釉质形成化学键结合的新型的加强型充填材料, 组织相溶性良好, 粘结强度较高, 其热膨胀系数与牙体硬组织接近, 不易产生微渗漏, 降低了继发龋发生的机率, 而且对牙髓仅有轻微刺激, 另外, 玻璃离子内含有氟化物, 可以陆续缓慢的释放氟离子, 对预防龋齿具有重大意义。但是玻璃离子在操作过程中需严格隔湿[9], 且具有较大的脆性, 强度较低, 易磨耗, 。
夹层技术结合玻离离子与复合树脂的优点, 先用玻璃离子与牙体组织粘结, 作为基底, 然后用复合树脂充填塑形。而且先采用玻璃离子不仅可隔离复合树脂对牙髓的刺激, 在其表面进行酸蚀后, 可在表面形成微孔, 在充填复合树脂时, 可提高复合树脂与玻璃离子的密合度与粘结度, 从而更好的保护牙体组织, 并且有效的避免微渗漏, 防止充填物脱落[10]。另外, 表面采用复合树脂修复, 耐磨性好。从本组研究结果可以看出, 观察组患者在修复后6个月时, 疗效略优于对照组, 但差异不显著, 但在修复后1年时, 其疗效明显优于对照级, 差异具有统计学意义。
综上所述, 采用复合树脂加玻璃离子夹层修复老年后牙根面龋, 结合了复合树脂与玻璃离子各自的优点, 取长补短, 效果显著, 值得临床推广使用。
参考文献
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