硅烷偶联剂对滑石粉_空心玻璃微珠表面改性的研究

无机粉体的硅烷偶联剂改性硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、硫基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。

在进行偶联时，首先X基与水形成硅醇，然后与无机粉体颗粒表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成-SiO-M共价键（M表示无机粉体颗粒表面）。

同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面，使无机粉体表面有机化。

1、硅烷偶联剂种类及适用对象（1）硅烷偶联剂种类根据分子结构中R基的不同，硅烷偶联剂可分为氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及异氰酸酯基硅烷等。

（2）硅烷偶联剂适用对象硅烷偶联剂可用于许多无机粉体，如填料或颜料的表面处理，其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白炭黑等效果最好，对高岭土、水合氧化铝、氧化镁等效果也比较好，对不含游离酸的钛酸钙效果欠佳。

（3）硅微偶联剂选择选择硅烷偶联剂对无机粉体进行表面改性处理时，一定要考虑聚合物基料的种类，也即一定要根据表面改性后无机粉体的应用对象和目的来仔细选择硅烷偶联剂。

2、硅烷偶联剂使用方法及用量（1）硅烷偶联剂使用方法：应用硅烷偶联剂的方法有两种：一种是将硅烷配成水溶液，用它处理无机粉体后再与有机高聚物或树脂基料混合，即预处理方法，该方法表面改性处理效果好，是常用的表面改性方法。

另一种方法是将硅烷与无机粉体（如填料或颜料）及有机高聚物基料混合，即迁移法。

多数硅烷偶联剂在使用之前要配成水溶液，即使其预先水解。

水解时间依硅烷偶联剂的品种和溶液的pH值不同而异，从几分钟到几十分钟不等。

配置时水溶液的pH值一般控制在3-5之间，pH值高于5或低于3将会促进聚合物的生成。

因此，已配置好的、已水解的硅烷偶联剂不能放置太久，否则会自行缩聚而失效。

（2）硅烷偶联剂用量计算：硅烷偶联剂用量与偶联剂的品种及填料的比面积有关，假设为单分子层吸附，可按下式进行计算：硅烷偶联剂用量=（填料质量×填料比表面积）/硅烷偶联剂最小包覆面积硅烷偶联剂最小包覆面积以硅烷偶联剂的品种不同而异。

硅烷偶联剂作用机理硅烷偶联剂是一种广泛应用于材料科学和工程领域的化学物质，它的作用机理主要体现在其与无机材料表面的相互作用过程中。

本文将从分子结构、化学反应和应用领域等方面阐述硅烷偶联剂的作用机理。

硅烷偶联剂的分子结构通常由一个或多个含硅的有机基团和一个或多个官能团组成。

这些官能团可以是氨基、羟基、甲氧基等，通过它们与无机材料表面上的活性基团发生化学反应，形成化学键连接。

硅烷偶联剂的有机基团可以提供亲水性或疏水性，从而调节材料表面的性质。

硅烷偶联剂与无机材料表面的相互作用主要包括化学吸附和交联反应。

在化学吸附过程中，硅烷偶联剂的官能团与无机材料表面的活性基团发生反应，形成化学键。

这种化学键可以稳定硅烷偶联剂与无机材料之间的连接，增强材料的界面粘接强度。

在交联反应中，硅烷偶联剂的官能团与其他分子或聚合物发生反应，形成交联结构。

这种交联结构可以提高材料的力学性能和耐久性。

硅烷偶联剂的应用领域非常广泛。

在复合材料中，硅烷偶联剂可以增强纤维和基体之间的粘接强度，提高复合材料的力学性能。

在涂料和胶粘剂中，硅烷偶联剂可以提高涂层或粘接界面的附着力和耐久性。

在橡胶和塑料中，硅烷偶联剂可以增强填充剂和基体之间的相容性，提高材料的机械性能和耐热性能。

此外，硅烷偶联剂还可以用于改善纳米材料的分散性和稳定性。

总结起来，硅烷偶联剂的作用机理主要体现在其与无机材料表面的相互作用过程中。

通过化学吸附和交联反应，硅烷偶联剂可以稳定地连接在材料表面上，提高界面粘接强度和材料性能。

硅烷偶联剂在复合材料、涂料和胶粘剂、橡胶和塑料以及纳米材料等领域有着广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，硅烷偶联剂的作用机理将进一步深入研究，为材料科学和工程领域的发展做出更大的贡献。

硅酸盐学报· 409 ·2011年硅烷偶联剂对碳化硅粉体的表面改性铁生年，李星(青海大学非金属材料研究所，西宁 810016)摘要：采用KH-550硅烷偶联剂对SiC粉体表面进行改性，得到了改性最佳工艺参数，分析了表面改性对SiC浆料分散稳定性的影响。

结果表明：SiC微粉经硅烷偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构，只改变了其在水中的胶体性质；减少了微粉团聚现象。

与原始SiC微粉相比，改性SiC微粉表面特性发生了明显变化，Zeta电位绝对值提高，浆料的分散稳定性得到了明显改善。

关键词：碳化硅；表面改性；硅烷偶联剂；分散性中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)03–0409–05Surface Modification of SiC Powder with Silane Coupling AgentTIE Shengnian，LI Xing(Non-Metallic Materials Institute of Qinghai University, Xining 810016, China)Abstract: The surface characteristics of SiC powder were modified by a KH-550 silane coupling agent. The process parameters of the modification were optimized, and the effect of surface modification on the dispersion stability of SiC slurry was analyzed. The results show that the SiC powder modified by silane coupling agent can not change the original phase structure of SiC micro-powders but reduce the aggregation of SiC particles in the powders. Compared to the original SiC powder, the surface characteristics of the modi-fied SiC powder change significantly. Zeta potential of SiC increases, and the dispersion stability of SiC slurry is improved.Key words: silicon carbide; surface modification; silane coupling agent; dispersibility在半导体制造和煤气化工程领域，许多工程都在使用SiC陶瓷[1–2]。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第2期·652·化 工 进 展基于硅烷偶联剂表面改性制备Al 2O 3/PVDF 杂化膜朱子沛，汤旭，何其，董浩，朱良，肖凯军（华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640）摘要：采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al 2O 3粒子进行表面改性，利用热致相变法制备了改性Al 2O 3/PVDF 有机无机杂化膜，研究了改性Al 2O 3的添加量对杂化膜性能的影响。

经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后，纳米Al 2O 3粒子的团聚减少，改性后纳米Al 2O 3的平均最小粒径为52.23nm 。

与纯PVDF 膜比较，改性纳米Al 2O 3的添加改善了PVDF 膜的形貌结构，改性Al 2O 3/PVDF 杂化膜形成的球晶明显增加，球晶的密度尺寸缩小，杂化膜中形成了大量连通的界面孔，膜的孔隙率升高，改善了PVDF 膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。

当纳米粒子添加量达到5%时，膜的截留率提高了7.2%，膜的纯水通量达到了593.95L/(m 2·h)，膜强度达到5.0MPa 。

关键词：硅烷偶联剂；表面改性；聚偏氟乙烯；超滤膜中图分类号：TB332 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）02–0652–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.02.035Preparation of Al 2O 3/PVDF hybrid membrane from surface-modifiedsilane coupling agentZHU Zipei ，TANG Xu ，HE Qi ，DONG Hao ，ZHU Liang ，XIAO Kaijun（College of Food Sciences and Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou 510640，Guangdong ，China ）Abstract ：Nano-Al 2O 3 was surface-modified by silane coupling agent (2-cyanogen ethyl) triethoxysilane ，with which the modified Al 2O 3/PVDF organic-inorganic hybrid membrane was prepared by thermally induced phase transition. Effect of the dosage of the modified Al 2O 3 on the performance of the hybrid membrane was examined. After modified by (2-cyanogen ethyl) triethoxysilane ，the number of nano-Al 2O 3 particle clusters was reduced ，and the averaged minimum size of nano-Al 2O 3 particles decreased to 52.23nm.The addition of modified nano-Al 2O 3 improved the morphology of hybrid membrane ，compared with the pure PVDF membrane ，the spherulite density increased and the spherulite size of hybrid membrane became smaller ，and a lot of holes through the interface were formed ，resulting in the increased membrane porosity. The hydrophilicity ，mechanical properties and rejection of PVDF membrane were improved greatly with the addition of modified Al 2O 3. When the amount of Al 2O 3 was more than 5%，the rejection of the film increased by 7.2%，and the pure water flux of the modified Al 2O 3/PVDF membrane was 593.95L/(m 2·h)，and mechanical strength of hybrid membrane reached 5.0MPa. Key words ：silane coupling agent ；surface modification ；polyvinylidene fluoride （PVDF ）；ultrafiltration membrane第一作者：朱子沛（1991—）男，硕士研究生。

对混凝土中添加硅烷偶联剂效果的研究再论对混凝土中添加硅烷偶联剂效果的研究再论1. 引言混凝土是一种常用的建筑材料，被广泛应用于建筑和基础设施工程。

然而，由于其孔隙结构和渗透性，混凝土的耐久性和耐候性存在一定的问题。

为了改善混凝土的性能和延长其使用寿命，研究人员开始探索添加化学剂的方法。

其中，硅烷偶联剂是一种常见的添加剂，被广泛用于改善混凝土的性能。

本文将对混凝土中添加硅烷偶联剂的效果进行深入研究和探讨。

2. 添加硅烷偶联剂的目的在研究前，我们首先需要明确为什么要添加硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂是一种能够与混凝土中的无机颗粒表面产生化学反应的添加剂。

其目的是改变混凝土颗粒表面的化学性质，并与水泥基材料产生化学键合，从而增强混凝土的力学性能、耐久性和耐候性。

3. 添加硅烷偶联剂的效果3.1. 提高混凝土的力学性能硅烷偶联剂能够与混凝土中的颗粒表面产生化学反应，形成一个致密的硅氧化合物层。

这一层可以填充混凝土孔隙，增加颗粒间的键合力，从而提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗冻性能。

3.2. 提升混凝土的耐久性硅烷偶联剂可以与钙离子等物质发生反应，减少混凝土中溶解的离子浓度。

这种反应可以减缓水分迁移速率，降低混凝土的渗透性和氯离子渗透速率，从而提高混凝土的耐久性。

3.3. 改善混凝土的耐候性硅烷偶联剂能够形成一层紧密的保护膜，防止酸、盐等有害物质的侵蚀。

这层保护膜还能够降低混凝土的水分吸收率，减小混凝土与外界环境的接触面积，从而改善混凝土的耐候性。

4. 硅烷偶联剂的应用方法4.1. 添加剂配比在混凝土制备过程中，硅烷偶联剂的添加量需要进行合理的配比。

过量添加可能导致成本增加，而添加过少可能无法发挥其效果。

需要根据具体混凝土配方和目标性能，进行科学合理的添加剂配比。

4.2. 混凝土制备工艺硅烷偶联剂的添加时间和方法也需要注意。

一般来说，硅烷偶联剂可以在水泥或骨料混合的过程中添加。

混凝土制备的搅拌时间和速度也可能会影响硅烷偶联剂的效果。

硅烷偶联剂成分分析、配方开发技术及作用机理导读：本文详细介绍了硅烷偶联剂的研究背景，理论基础，参考配方等，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。

禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事硅烷偶联剂成分分析、配方还原、配方开发，为偶联剂相关企业提供整套技术解决方案一站式服务;一、背景硅烷偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物。

通过硅烷偶联剂可使两种性能差异很大的材料界面偶联起来,以提高复合材料的性能和增加粘接强度, 从而获得性能优异、可靠的新型复合材料。

硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、填充复合材料、环氧封装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等。

使用硅烷偶联剂可以极大地改进上述材料的机械性能、电气性能、耐候性、耐水性、难燃性、粘接性、分散性、成型性以及工艺操作性等等。

近几十年来, 随着复合材料不断的发展，促进了各种偶联剂的研究与开发。

偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂改性氨基硅烷,耐热硅烷、过氧基硅烷、阳离子硅烷、重氮和叠氮硅烷以及α-官能团硅烷等一系列新型硅烷偶联剂相继涌现；硅烷偶联剂独特的性能与显著的改性效果使其应用领域不断扩大。

禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。

样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。

有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！二、硅烷偶联剂2.1.1硅烷偶联剂作用机理硅烷类偶联剂分子中存在亲有机和亲无机的功能基团，具有连接有机与无机材料两相界面的功能，对聚合物及无机物体系改性具有明显的技术效果。

硅烷类偶联剂结构通式可以写为RSiX3。

其中R为与树脂分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙乙烯酰氧基等基团等；X代表能够水解的基团, 如卤素、烷氧基、酰氧基等;硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团,因此既能与无机物中的羟基反应,又能与有机物中的长分子链相互作用起到偶联的功效,其作用机理大致分以下3 步:1)X基水解为羟基;2)羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键3)R基与有机物相结合。

硅烷偶联剂改性玻璃纤维增强硅气凝胶的研究赵洪凯,刘明,刘一甫,许亚军,刘威(吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春130118)摘要:为了达到增强硅气凝胶力学性能的目的,采用硅烷偶联剂KH550与KH560二步改性接枝玻璃纤维,进而制备纤维增强硅气凝胶。

利用扫描电子显微镜、红外光谱仪、比表面及孔径分布仪、热重-差热分析仪、导热系数仪、电子动静态疲劳试验机等对其表征。

实验结果表明:硅烷偶联剂改性玻璃纤维与硅气凝胶复合后网络结构更加均匀、骨架强度更加稳定、孔径多在30nm 以下、具有良好的热稳定性;同时,改性玻璃纤维的最佳添加量为20%(质量分数),此时其密度为0.167g/cm 3,导热系数为0.0185W/(m ·K),接触角为127°,抗弯强度为1.042MPa,抗压强度为0.669MPa,达到预期实验目的。

关键词:羟基化;玻璃纤维;硅气凝胶;硅烷偶联剂中图分类号:TQ127.2文献标识码:A文章编号:1006-4990(2020)08-0046-05Study on glass fiber reinforced silica aerogel modified by silane coupling agentZhao Hongkai ,Liu Ming ,Liu Yifu ,Xu Yajun ,Liu Wei(School of Materials Science and Engineering ,Jilin Jianzhu University ,Changchun 130118,China )Abstract :In order to enhance the mechanical properties of silica aerogel ,the silane coupling agent KH550and KH560were modified to grafted glass fibers in two steps ,and then fiber reinforced silica aerogel were prepared.Scanning electron micro⁃scope ,infrared spectrometer ,specific surface and aperture distribution instrument ,TG-DTA analyzer ,thermal conductivity instrument and electronic dynamic and static fatigue testing machine were used to characterize the fiber reinforced silica aerogel.The results showed that after the glass fiber reinforced silica aerogel modified by silane coupling agent compounded with silica aerogel ,the network structure was more uniform ,the framework strength was more stable ,the pore diameter was less than 30nm ,and the thermal stability was better.At the same time ,the optimal addition amount of modified glass fiber was 20%(mass fraction ).At this time ,the density was 0.167g/cm 3,the thermal conductivity coefficient was 0.0185W/(m ·K ),the contact angle was 127°,the bending strength was 1.042MPa and the compressive strength was 0.669MPa.The expected purpose of the experiment was achieved.Key words :hydroxylation ;glass fiber ;silica aerogel ;silane coupling agent由于硅气凝胶独特的多孔网络结构使其在隔音保温、吸附催化等领域具有广泛应用[1]。

方面的应用也是最早并最为成熟。

3.1.1不饱和聚酯在聚酯层压板中的玻璃纤维上用多种不饱和硅烷偶联剂进行了对比[4],其中有不少是很有效的偶联剂,其性能优越和应用较多的见表2所示。

对于大多数通用聚酯来说,常选用含甲基丙烯酸酯的硅烷偶联剂(如ＷＤ-70)。

在典型的含填料聚酯浇铸件中,采用各种填料和甲基丙烯酰氧基官能团硅烷可使其性能获得不同程度的改进[5]。

3.1.2环氧树脂许多硅烷对环氧树脂来说都相当有效,但可订出一些通则为某特定体系选择最适宜的硅烷。

偶联剂的反应性至少与环氧树脂所用的特定固化体系的反应性相当。

对于含缩水甘油官能团的环氧树脂来说,显然是选用缩水甘油氧丙基硅烷(如:ＷＤ-60)为宜,对于脂环族环氧化物或用酸酐固化的环氧树脂,建议用脂环族硅烷(如:Ａ-153)。

在实际应用中,硅烷偶联的应用机理并非总是很清楚,但可结合应用经验来选择,如使用伯胺基团的硅烷(如ＷＤ-50,ＷＤ-52)可使室温固化的环氧树脂获得最佳性能,但不可用于酸酐固化的环氧树脂;含氯丙基官能团的硅烷(如ＷＤ-30)对高温固化的环氧树脂是一种很可靠的偶联剂;含甲基丙烯酸酯的硅烷(如ＷＤ-70)是双氰胺固化的环氧树脂的有效偶联剂。

3.1.3酚醛树脂硅烷偶联剂可用来改善几乎所有含酚醛树脂的复合材料。

氨基硅烷可与酚醛树脂粘结料一起用于玻璃纤维绝缘材料;与间苯二酚—甲醛—胶乳浸渍液中的间苯二酚—甲醛树脂或酚醛树脂一起用于玻璃纤维轮胎帘线上,与呋喃树脂与酚醛树脂一起用作金属铸造用砂芯的粘结料;氨基硅烷与酚醛树脂并用,可用于油井中砂层的固定,其中ＷＤ-50、ＷＤ-51效果理想[7]。

3.1.4其它热固性树脂表1中ＷＤ-20,ＷＤ-70可作为以邻苯二甲酸二烯丙脂、丙烯酸类单体以及可胶连的聚烯烃为基础的其它不饱和树脂的偶联剂。

ＷＤ-60、ＷＤ-50、ＷＤ-52适合用作三聚氰酰胺树脂、呋喃树脂及聚酰亚胺树脂的偶联剂。

3.2热塑性树脂用硅烷处理颗粒状无机填料可显著改善含填料热塑性树脂的流变性能,并在诸如混炼挤出或注模等高剪切力的作业中,保护填料免受机械损伤。

硅烷偶联剂原理合成与应用
第一步骤是将有机基团连接到硅原子上。

这通常通过将硅烷和卤素化
合物反应来实现。

在这个反应中，硅烷中的氢原子被卤素取代，形成有机
取代的硅烷化合物。

第二步骤是在有机基团上引入反应活性基团。

这可以通过和含有反应
活性基团的化合物反应来实现。

在这个反应中，有机基团中的一个氢原子
被连接到反应活性基团上。

1)表面改性剂：硅烷偶联剂可以通过与材料表面反应，形成键合，并
将有机基团引入到材料表面，改善材料的亲水性、耐温性和耐刻蚀性。

这
使得硅烷偶联剂被广泛用于涂料、纸张、纤维和橡胶等材料的表面改性。

2)黏合剂和密封剂：硅烷偶联剂可以用作黏合剂和密封剂的组成部分。

它们可以用于粘接和密封玻璃、陶瓷、金属和塑料等材料。

3)表面涂层：硅烷偶联剂可以用于涂覆材料的表面，形成一层保护膜。

这些膜可以提供材料的耐候性、耐化学腐蚀性和耐磨损性。

4)生物医学应用：硅烷偶联剂可以用于改善生物材料的生物相容性。

硅烷偶联剂可以通过与生物材料表面的反应，减少生物材料的毒性和引起
的免疫反应。

5)涂料添加剂：硅烷偶联剂可以用作涂料的添加剂，可以提高涂料的
抗划伤性、耐化学腐蚀性和耐候性。

总之，硅烷偶联剂的合成原理是通过将有机基团和反应活性基团引入
到硅原子上，从而得到有机取代的硅烷化合物。

硅烷偶联剂具有广泛的应用，包括表面改性剂、黏合剂和密封剂、表面涂层、生物医学应用和涂料
添加剂等。

通过使用硅烷偶联剂，可以改善材料的性能，并在不同领域中发挥重要作用。