纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究
2020-08-12徐本梁严顺洪肖立鲜
硅酸盐通报 2020年7期
关键词:改性
杨 威,徐本梁,严顺洪,肖立鲜
(十九冶成都建设有限公司,成都 610073)
0 引 言
纳米SiO2因其具有大的比表面积、力学强度、极高的稳定性和耐老化性而被广泛应用于树脂基杂化材料的改性,塑料和橡胶中的添加剂以及用于改性粘接剂[1-4]。气相法制备的粉末状纳米SiO2已经工业化,但无法控制粒子尺寸的单分散性和形貌。溶胶-凝胶法是通过硅酸酯(如TEOS)的水解缩合反应制备纳米SiO2,已成为制备单分散纳米SiO2的主要方法,采用硅氧烷前驱体水解的方法,通过调整反应温度、组成和pH值,可以获得不同粒径的纳米SiO2。为拓展纳米SiO2应用领域和功能,其表面常需要进行化学改性。在SiO2的表面改性材料中,有机硅氧烷被广泛用于纳米SiO2的表面改性[5-6]。大量的研究结果表明,改性后的纳米SiO2表面能够接枝有机分子链段,增加了其与聚合物之间的相容性并能够有效提高SiO2的分散性。尽管已有大量研究提出了关于纳米SiO2的表面修饰方法,但纳米SiO2表面改性的影响因素,尤其是纳米粒子尺寸及其表面的化学状态对化学修饰的影响机制,仍未被研究者关注和报道。
为了深入研究纳米SiO2粒径尺寸与表面特性的关系以及表面特性对化学修饰的影响,本文通过制备不同粒径的纳米SiO2,通过硅氧烷MPS改性,研究SiO2表面羟基的结合状态与粒子尺寸之间的关系及其对化学改性的影响并提出了反应机理。
1 实 验
1.1 原料及仪器
实验原料为:无水乙醇(99.5%,北京化工厂),正硅酸乙酯(TEOS,广州西陇化工有限公司),去离子水,氨水(25%~28%,北京化工厂),甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS,南京向前化工有限公司)。……
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