偶联剂改性纳米硅溶胶的接枝率及稳定性

2018-05-08，，

材料科学与工程学报 2018年2期

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(1.中国人民解放军陆军勤务学院，重庆 401311； 2.中国人民解放军62026部队，陕西西安 710032)

1 前言

纳米硅溶胶与高分子有机聚合物共混形成的有机-无机复合材料由于兼备二者各自的优点，能有效提高复合材料的拉伸强度、耐磨性、流变性、抗老化性等性能[1]，被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等领域[2-5]。然而纳米硅溶胶表面存在大量羟基[6]，亲水性强并处于热力学非稳态，致使纳米粒子彼此易团聚且与有机体相容性和分散性差[7]，易造成界面缺陷。

纳米硅溶胶的改性剂很多，硅烷偶联剂(Silane Coupling Agents, SCA)是常用的表面改性剂，其表面基团可与纳米二氧化硅表面的羟基进行“接枝”，减少纳米粒子团聚，进而增强体系的分散稳定性[8]。Daniels[9]在1998年最早研究了醇体系中甘油丙基三烷氧基硅烷(GPTMS)在硅溶胶表面的吸附性行为，且证实了经硅烷偶联剂(GPTMS)改性的硅溶胶可极大提高性能。Ma[10]等研究了不同类型偶联剂对有机物改性的影响，认为阳离子表面活性剂更适宜作为纳米硅溶胶的表面活性剂。

文献[11]采用偶联剂(MTMS)对纳米硅溶胶进行包覆改性，获得了最佳改性工艺，但并未深入研究其改性接枝率及稳定性。为此，本研究采用偶联剂KH560对纳米硅溶胶进行表面改性，探讨了改性硅溶胶接枝率及稳定性的影响因素，并对改性前后纳米硅溶胶进行了表征，结合表征结果寻求最佳改性工艺。最后，初步讨论了改性机理。