有机颜料颗粒表面基团的等离子体加载与无机可控修饰

Light stability, thermal stability, solvent resistance, mobility, hiding power of organic pigments are relatively poor, which are unable to meet their applications in many fields. Inorganic modification of organic pigment particles through chemical bonds is an important way to improve their performance during the appliations. The study on the modification of organic particles has a long history, however, the design and control of the surface groups on the organic pigment particles surface are still new, and are also the key to realize the inorganic modification through chemical bonds.In this project, we will load new surface groups on the organic pigment surface by low temperature plasma through the crossflow contact in a fluidized bed, and active groups will be introuduced by the reaction with various particles such as electrons, molecules, ions, atoms and free radicals of plasma. Then, we modifiy the orgnaic pigment surface with inorganic functional film,and develop a mechanism of this process,which can provide theoretical guidance for the development of high-grade organic pigments.

有机颜料的耐光稳定性、耐热稳定性、耐溶剂性、耐迁移性、遮盖力等性能相对较差，无法满足其在许多领域中的应用。表面无机功能化修饰，是改善其性能的重要途径。有机颜料颗粒表面修饰的研究由来已久，但是，设计和调控有机颜料颗粒表面基团特性（如密度、种类及反应能力等）还是新课题，也是实现有机颗粒表面无机化学键修饰的关键所在。本项目提出通过低温等离子体错流接触流化床中的颜料颗粒，利用等离子体产生的各种粒子如电子、分子、离子、原子和自由基等作用于颗粒表面，实现有机颜料颗粒表面活性基团的加载，然后利用基团的作用，在其表面实现无机膜层功能化修饰过程，为开发高档有机颜料提供理论指导。

有机颜料表面无机修饰的关键共性问题是分散和基团的加载。在本项目中我们研究了氧化石墨烯辅助提高颗粒的分散性能，氧等离子体对碳微球颗粒表面基团的加载与调控，接着通过控制包膜条件，形成具有化学键作用的点状、膜状及絮状的无机包膜层。最后研究颜料颗粒表面的膜层形貌、结构与其性能的关系。具体研究内容如下：.1）我们采用氧化石墨烯作为媒介，利用有机颜料中所含有的苯环结构与氧化石墨烯中的疏水部分即类苯环结构通过范德华力（π-π相互作用）相结合吸附，借助于边缘的羧基基团能够在水中离子化的亲水作用，使有机颜料在极性溶剂中有较好的分散性能。.2）我们采用氧等离子体静态处理中间相碳微球，以及后续石墨烯改性氧等离子体处理后的碳微球。并研究了该处理后颗粒的电化学性能。结果表明，采用氧等离子处理后，颗粒表面富有含氧基团，有助于碳微球在水溶液中的分散及进一步处理。处理后的材料具有较好的电化学性能。.3）采用机械能的输入对有机颜料红3R颗粒表面进行基团活化分散，然后系统研究了不同液相环境中包膜剂富集到有机颜料颗粒表面的过程机制，考察有机颜料红3R表面包覆水合氧化铝的过程，揭示无机包膜过程机制及影响因素。结果表明，通过调控包膜条件，可以获得点状包覆、膜状包覆和絮状包覆三种结构的包覆形貌。.4） 系统研究了水合氧化铝包覆膜层形貌结构与包膜颜料性能的关系。结果表明，水合氧化铝包覆颜料红170可以显著提高产物的紫外漫反射性能、耐高温性能和耐溶剂性能，并且随着水合氧化铝包覆层完整性及厚度的提高，颜料红170紫外漫反射性能、耐高温性能和耐溶剂性能也随之提高，这说明水合氧化铝包覆层的完整性和厚度是影响有机颜料紫外漫反射性能、耐高温性能和耐溶剂性能的重要因素。