氧化锌的制备方法分为三类:即直接法(亦称美国法)、间接法(亦称法国法)和湿化学法。许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品,粒度为微米级,比表面积较小,这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。云南化工冶金研究所采用湿化学法(NPP-法)制备纳米级活性氧化锌,可用各种含锌物料为原料,采用酸浸浸出锌,经过多次净化除去原料中的杂质,然后沉淀获得碱式碳酸锌,较后焙解获得活性氧化锌。与以往的制备纳米级**细氧化锌工艺技术相比,该新工艺具有以下技术方面的创新之处:
氧化锌是一种重要而且使用广泛的物理防晒剂,屏蔽紫外线的原理为吸收和散射。氧化锌属于N型半导体,价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁,这也是它们吸收紫外线的原理。而散射紫外线的功能就和材料的粒径相关,当尺寸远小于紫外线的波长时,粒子就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射,从而减小照射方向的紫外线强度。此外,如果这原料的粒径过大,涂在皮肤上会出现不自然的白化现象。因此纳米级微粒与通常尺寸相比有着显着的优势。
纳米氧化锌是稳定的化合物,可以提供广谱的紫外保护(UVA和UVB),同时还有抗菌和抗炎的作用,几乎在各国对防晒剂的评价中都是目前为止较安全有效的成分。但它们特别小的尺寸,使得它们有更高的化学活性,也可能被人体吸收,从而对人体和环境有着潜在的危害,因此对于纳米级氧化锌的使用还存在着很大的争议。比如欧盟在2004年的时候说纳米氧化锌会被吸收,而且可能会引起DNA损伤。
活性氧化锌的核心指标是比表面积。不同比表面积的产品对橡胶产品的性能影响很大。以下是某大型轮胎厂载重斜交轮胎配方应用的实验数据。其中普通氧化锌为间接法氧化锌,活性氧化锌全部由云南化工冶金研究所提供,配方中仅为氧化锌不同,其余组分不变。
胶料的物理性能、使用性能与材料的比表面积存在着相关关系。从胶料强伸性能看,活性氧化锌在基本不降低伸长率的情况下,能较明显的提高胶料定伸强度。随材料比表面积的增大,这种趋势俞加明显。但更为明显的是胶料的磨耗减量降低和压缩疲劳温升降低。由此可以看出,活性氧化锌在比表面积达到80m2/g以上时,可表现出优良的普通氧化锌所不具备的综合性能。比表面积在80m2/g以下的活性氧化锌虽然也较普通氧化锌在综合性能上为优,但与80m2/g以上相比,差距还是较为明显的。
实验名称:氧化锌的测定。
应用范围/:该方法采用滴定法测定氧化锌的含量,该方法适用于氧化锌。
实验原理:供试品加稀盐酸使溶解,加0.025%甲基红的乙醇溶液及氨试液,加氨-氯化铵缓冲液(pH值10.0)与铬黑T指示剂,用乙二胺四醋酸二钠滴定液(含量0.05mol/L)滴定至溶液由紫色转变为纯蓝色。读出乙二胺四醋酸二钠滴定液使用量,计算氧化锌的含量。