硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(1)

硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究
谭秀民;冯安生;赵恒勤
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2011(017)001
【摘要】利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粉体进行超声表面改性,采用动态光散射粒度仪(DLS)、红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)等分析手段对表面改性前后的纳米二氧化硅进行表征.结果表明:硅烷偶联剂能够成功地对纳米二氧化硅进行改性,并且提高其分散性.经硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅活化率提高,团聚减少,粒子分布更加均匀.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】谭秀民;冯安生;赵恒勤
【作者单位】国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究 [J], 刘琪;崔海信;顾微;林春梅;李颖
2.ATRP法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对PVC的改性研究 [J], 严满清;唐龙
祥;刘榛;刘春华;王平华
3.纳米二氧化硅表面接枝聚合改性研究进展 [J], 余东升;姜通武;张玉清
4.纳米二氧化硅表面接枝氮氧自由基的改性研究 [J], 李福中;庞文键;陈何国
5.硅烷偶联剂表面接枝包覆纳米SiO_2的研究 [J], 王美英;佘庆彦;刘国栋;瞿雄伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米二氧化硅表面改性一、本文概述纳米二氧化硅作为一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的化学稳定性和独特的光学性质等，在众多领域如橡胶、塑料、涂料、医药、化妆品和食品工业等都有着广泛的应用。

然而，纳米二氧化硅的高比表面积和表面能导致其易于团聚，从而影响了其性能和应用。

因此，对纳米二氧化硅进行表面改性，以改善其分散性和与其他材料的相容性，一直是纳米材料领域的研究热点。

本文旨在深入探讨纳米二氧化硅表面改性的各种方法、原理及其在实际应用中的效果。

我们将首先介绍纳米二氧化硅的基本性质和应用领域，然后重点论述表面改性的重要性以及目前常用的表面改性方法，包括物理改性和化学改性两大类。

在此基础上，我们将对改性后的纳米二氧化硅的性能进行评估，并探讨其在实际应用中的潜力和挑战。

我们将展望纳米二氧化硅表面改性的未来研究方向和应用前景。

通过本文的阐述，我们希望能够为从事纳米材料研究和应用的科研人员提供有价值的参考，推动纳米二氧化硅表面改性技术的进一步发展，并为其在各领域的广泛应用提供有力支持。

二、纳米二氧化硅的表面性质纳米二氧化硅（SiO₂）是一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，如高比表面积、优异的热稳定性、良好的光学透明性等，在众多领域如涂料、橡胶、塑料、陶瓷、生物医药等都有着广泛的应用。

而纳米二氧化硅的表面性质，特别是其表面结构和活性，直接影响了其在这些领域的应用效果。

纳米二氧化硅的表面结构主要由硅羟基（Si-OH）构成，这些硅羟基可以是孤立的，也可以是连生的，形成硅氧烷键（Si-O-Si）。

这些硅羟基的存在使得纳米二氧化硅表面带有亲水性，易于形成氢键，从而表现出强烈的吸附性能。

同时，硅羟基也是纳米二氧化硅表面改性的关键，通过对其进行化学反应，可以引入各种有机官能团，从而改变其表面性质。

纳米二氧化硅的表面活性主要源于其高比表面积和大量的表面硅羟基。

高比表面积使得纳米二氧化硅能够与其他物质进行充分的接触和反应，而大量的表面硅羟基则提供了丰富的反应位点。

硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究
刘琪;崔海信;顾微;林春梅;李颖
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2009(006)003
【摘要】为改善用作农药载体的纳米SiO2的分散性和疏水性,以硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行了表面改性,通过SEM、XRD、FTIR以及元素分析等表征方法对产物结构和性能进行了分析,结果表明,KH-570能够成功地对纳米SiO2进行改性,并且提高其分散性.最佳偶联改性的反应条件为:改性剂用量5%,改性时间5 h.在此条件下,改性纳米SiO2的接枝率为11.7%.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】刘琪;崔海信;顾微;林春梅;李颖
【作者单位】中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅概述现代材料表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。

表面改性技术通过对基体材料表面采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能。

它包括化学热处理（渗氮、渗碳、渗金属等）、表面涂层（低压等离子喷涂、低压电弧喷涂）、激光重熔复合等薄膜镀层（物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。

这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性，使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

纳米粉体是能够通过表面处理的方法来获得或者保持其特有的纳米粒子的特性，这种表面处理方法工业上称为包膜处理或表面改性处理。

由于对纳米粉体的制造要求不同于常规无机粉体的制造要求，因此表面改性处理主要针对防止纳米粉体团聚，并帮助纳米粒子在应用体系中也以纳米形态存在，这个处理过程通常称为粉体改性处理，使用的表面处理剂称为有机改性剂。

粒子增韧改性聚合物和杂化材料的研究取得了显近年来，用无机纳米SiO2著效果。

由于纳米SiO具有表面界面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应和2特殊光、电特性，高磁阻现象以及其在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等可广泛应用于各个领域，具有广阔的应用前景和巨大的商奇异特性，使纳米SiO2业价值。

但同时由于纳米SiO的粒径小、比表面积大、具有亲水基团(一OH)，表2面活性高，稳定性差，使得颗粒之间极易相互团聚在聚合物中不易分散，并且由表面亲水疏油在纳米效应引起的一系列优异特性会被减弱或消失。

同时由于SiO2有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用，为了避免此现象发生就需要在其颗粒表面进行接枝改性。

常用的改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、超分散剂等。

一、实验目的1）了解表面改性的目的、方法和基本原理。

硅烷偶联剂的种类与结构对二氧化硅表面聚合物接枝改性的影响一、本文概述本文旨在探讨硅烷偶联剂的种类与结构对二氧化硅表面聚合物接枝改性的影响。

硅烷偶联剂作为一种重要的表面处理剂，广泛应用于二氧化硅的改性，以提高其与其他材料的相容性和性能。

本文将系统介绍硅烷偶联剂的种类和结构特点，分析其与二氧化硅表面的相互作用机制，以及如何通过调整硅烷偶联剂的类型和结构来优化二氧化硅表面的聚合物接枝改性效果。

本文将首先概述硅烷偶联剂的基本分类，包括单官能团硅烷、双官能团硅烷和多官能团硅烷等。

随后，将详细讨论这些硅烷偶联剂的结构特点，如官能团的种类、数量和排列方式等。

在此基础上，本文将深入探讨硅烷偶联剂与二氧化硅表面之间的化学反应和物理吸附过程，揭示其对接枝改性的影响机制。

通过本文的研究，期望能够为二氧化硅的表面改性提供理论支持和实践指导，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

本文也期望能够为硅烷偶联剂的设计和优化提供新的思路和方法，推动其在材料科学和工业领域的应用发展。

二、硅烷偶联剂的种类与结构硅烷偶联剂是一类特殊的有机硅化合物，其分子结构中同时含有能够与无机材料（如二氧化硅）反应的硅烷基团和能够与有机聚合物反应的有机官能团。

因此，硅烷偶联剂能够在无机材料和有机聚合物之间建立起化学键合，从而改善两者之间的相容性和界面性能。

硅烷偶联剂的种类繁多，结构各异，其种类与结构对二氧化硅表面聚合物接枝改性的影响至关重要。

根据硅烷偶联剂分子中有机官能团的不同，可以将其分为氨基硅烷、环氧硅烷、乙烯基硅烷、巯基硅烷等多种类型。

这些有机官能团能够与聚合物中的相应基团发生反应，如氨基硅烷可以与含有羧基或酸酐的聚合物发生酰胺化反应，环氧硅烷可以与含有羟基或氨基的聚合物发生开环反应等。

因此，不同类型的硅烷偶联剂适用于不同的聚合物体系。

硅烷偶联剂分子中的硅烷基团也是影响其性能的关键因素。

硅烷基团的数量、位置以及硅原子上的取代基等都会影响其与二氧化硅表面的反应活性。

(10)申请公布号 CN 103013182 A(43)申请公布日 2013.04.03C N 103013182 A*CN103013182A*(21)申请号 201210517111.0(22)申请日 2012.12.06C09C 1/28(2006.01)C09C 3/12(2006.01)(71)申请人常州大学地址213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人宋仁国 李鑫伟 王超 姜冬(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人楼高潮(54)发明名称一种纳米二氧化硅的表面改性方法(57)摘要本发明涉及一种纳米二氧化硅的表面改性方法，主要是在二氧化硅纳米粒子的表面引入官能团，从而改善二氧化硅纳米粒子的分散性和抗老化性，属于粉末材料加工技术领域。

本专利直接对纳米二氧化硅成品进行改性，实验表明，在偏碱性条件下可以加速KH-550硅烷偶联剂的水解，减少反应的时间，从而提高改性效果，改性后，KH-550硅烷偶联剂牢固的键合在二氧化硅纳米粉体表面，KH-550的加入能够有效的改善纳米二氧化硅填料在聚合物中的分散性和润湿性，本专利提供了较适宜的pH 值范围和改性时间。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页1/1页1.一种二氧化硅纳米粉末表面改性方法，其特征在于经过下列步骤制得：A 、将二氧化硅纳米粉末加入到无水乙醇中，配成质量浓度为1-3%的乙醇溶液，然后超声振荡使得二氧化硅纳米粉末在乙醇溶液中混合均匀；B 、按二氧化硅质量的0.5-3%，取KH-550硅烷偶联剂加入去离子水中，配成质量浓度为1-5%的水溶液，将pH 值调至8-11，然后超声振荡5-10min 使得KH-550硅烷偶联剂在去离子水中预水解；C 、将B 中得到的水溶液加入A 中得到的溶液中，搅拌均匀后，在80℃下搅拌2-4h ；D 、对C 中得到的混合浆料按常规进行乙醇洗、水洗、抽滤、烘干、研磨后，即得到表面改性的纳米二氧化硅产品。

纳米二氧化硅表面改性条件优化【摘要】引入微波有机合成技术对纳米sio2进行表面改性，考察了偶联剂、微波功率和辐照时间、浓硫酸用量等对纳米sio2表面处理的影响，并通过红外光谱和热失重测试考察了粉体表面化学结构及改性情况。

实验得出的纳米sio2表面处理的最佳工艺条件为：偶联剂的用量为6%（质量百分含量），微波功率为320w，硫酸用量为1.25%（质量百分含量），微波辐射反应时间为15min。

【关键词】纳米二氧化硅；表面处理；微波对于用熔融共混法制备的纳米复合材料而言，无机粒子能在聚合物中作纳米级的原生粒子分散是决定材料性能改善的最重要因素之一。

粒子在塑料中分散粒径大小及分散均匀性对填充改性塑料的性能及其均匀性影响很大。

因此解决自身团聚很强的纳米粒子在材料中的分散性问题，成为制备性能优良复合材料的关键点，也是难点之所在。

纳米sio2为无定形白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，其呈现出絮状和网状的准颗粒结构。

由于纳米sio2表面能大，易于团聚，通常以二次聚集体的形式存在，限制了其超细效应的充分发挥，在有机相中难以浸润和分散。

目前，对纳米sio2的改性方法有多种，通常采用的是硅烷偶联剂法。

硅烷偶联剂由于具有双反应功能团[1]，能使填料与聚合物的结合界面以化学键相连，从而提高填料的补强性能[2～4]。

微波是一种波长从1mm到1m左右的超高频电磁波，具有物理、化学、生物学效应。

在电磁场中，体系介质产生极化取向，相邻分子间由于分子热运动产生强烈的相互作用，极性分子产生“变极”效应，由此产生了类似摩擦作用，使极性分子瞬间获得能量，以热量形式表现出来，介质整体温度同时随之升高。

微波还存在一种不是由温度引起的非热效应，微波作用下的有机反应，改变了反应动力学，降低了反应活化能。

以上特性使得微波加热有机反应具有传统加热法所无法具备的优点，反应速度快，效率高。

本文作者采用微波法对纳米sio2进行表面改性，考察了偶联剂用量、微波功率、硫酸用量对改性效果的影响，探讨了最佳表面改性条件，并对改性后的纳米sio2进行了表征。