2024年1月21日发(作者：)

第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3

2023年3

月 Liaoning Chemical Industry March，2023

4A沸石表面改性的研究

（肇庆学院 环境与化学工程学院，广东 肇庆 526061）

何倩仪，沈冠华，赵闫华，严慧盈，许锦玲，刘璐，覃少棋，郝向英*

摘 要： 表面改性是改善亲水性无机化合物与疏水高聚物的相容性最简单、有效的方法之一。以硬脂酸钠为表面改性剂，分别采用干法改性、湿法改性和水热法改性3种方法对4A沸石进行改性，对改性前后的4A沸石进行XRD、FTIR、活化度表征，并测试其吸水性能，比较这3种改性方法对4A沸石的表面改性效果。结果表明：这3种改性方法均不改变4A沸石的结构，干法改性、湿法改性和水热法改性对沸石表面疏水化效果逐渐提高，水热法改性的4A沸石，其活化度高达72.9%，吸水率明显降低，有效防止团聚、结块。

关 键 词：4A沸石；表面改性；活化度

中图分类号：TQ050.4+21 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0346-04

聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，通过各种合适的工艺，可制成人造革鞋、玩具、电缆料、包装膜、板材、管材、管件、异型材等各式各样的制品，广泛应用于工业建筑、农业、日用品、包装、电力、公用事业等领域[1-3]。然而，PVC分子链存在叔氯原子、烯丙基氯等不稳定结构，热稳定性差，在制品加工过程中，容易发生分解，脱出氯化氢，脱出的氯化氢会进一步催化PVC分解，导致制品各项性能及使用寿命下降，因此，在PVC制品加工过程中必需加入热稳定剂，以防止其在加工过程中受热分解，提高其使用寿命[3-4]。我国传统的PVC热稳定剂一直以铅盐类有毒热稳定剂为主，近年来，随着全球环保和健康意识逐渐加强，环保要求逐渐提高，《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》《国家玩具安全技术规范》《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》《电子信息产品污染控制管理办法》《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》《聚氯乙烯人造革有害物质限量》等法规的颁布，铅盐类等有毒热稳定剂被淘汰[5-7]，以脂肪酸酸锌、抗氧剂、β以二酮及无机类辅助稳定剂复配的环保锌基热稳定剂应运而生，并逐渐占领市场。

4A沸石是由硅氧和铝氧四面体组成的三维骨架状结构化合物，具有规整的孔道结构和较大的比表面积，并具有一定的碱性，能有效吸收、中和PVC分解放出的氯化氢，防止其对PVC分解的催化作用，从而提高PVC的热稳定性。此外，4A不影响PVC制品的力学性能和电学性能，还能起到润滑性、防静电作用、抑制重金属离子溶出，加之价格低廉，吸引越来越多的PVC热稳定剂厂家的关注[8-10]。然而，4A沸石容易吸水，在运输、储存过程中容易团聚、结块，沸石表面亲水，与PVC相容性差，容易出现麻点、气泡等，影响PVC制品的强度和外观[11]。因此，很有必要对4A沸石进行疏水改性，提高其运输储存和使用稳定性。本文分别采用干法改性法、湿法改性、水热法对4A沸石进行改性，比较不同改性方法对4A沸石疏水改性效果的影响。

1 实验与表征

1.1 4A沸石的表面改性

1.1.1 干法改性

将100 g干燥后的4A沸石粉体和10 g硬脂酸钠置于高速混合机中搅拌，当温度达到80 ℃时，停止搅拌、出料。

1.1.2 湿法改性

将15 g干燥后的4A沸石粉体加入至85 ℃的去离子水中，充分搅拌，分散均匀，然后向其中加入0.15 g硬脂酸钠，继续搅拌2 h，趁热抽滤，滤饼在120 ℃下干燥，即得改性4A沸石。

1.1.3 水热改性

将15 g干燥后的4A沸石粉体加入至85 ℃去离子水中，充分搅拌，分散均匀，然后向其中加入0.15 g硬脂酸钠，继续搅拌30 min，将浆液转移至

基金项目： 广东省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：2）；肇庆学院科研基金青年项目（项目编号： 201904）；广东省重

点学科科研项目。

收稿日期： 2021-04-26

作者简介： 何倩仪（1999-），女，广东省肇庆市人，研究方向：环保功能材料开发与应用。

通信作者： 郝向英（1965-），女，教授，博士，研究方向：环保功能材料开发与应用。

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第52卷第3期 何倩仪，等：4A沸石表面改性的研究 347

水热合成反应釜中，于120 ℃下恒温90 min，冷却至80 ℃左右，趁热抽滤，滤饼在120 ℃下干燥，即得改性4A沸石。

1.2 4A沸石的表征

1.2.1 X射线衍射（XRD）测试

改性前后4A沸石的X射线衍射测试在

D8 ADVANCE X射线衍射仪上进行，入射光源为Cu-Kα靶，管电压40 kV，管电流40 mA，扫描范围5°~70°，扫描速度10 (°)·min。

1.2.2 红外光谱（FTIR）测试

改性前后4A沸石的红外光谱测试在IRTracer-100红外光谱仪上进行，溴化钾压片，以溴化钾为背景，扫描范围为4 000~400 cm。

1.2.3 活化度测试

按GB/T 19281—2014标准方法测试改性前后的4A的活化度。称取一定量的改性4A沸石，置于分液漏斗中，按一定的比例加入去离子水，以每分钟120次的速度往返振荡1 min，静置20 min，将下沉的4A沸石放置于预先干燥至恒重的菊花型滤纸中，抽滤，在120 ℃下烘干至恒重。活化度以质量分数X计算：