硅烷偶联剂水解工艺,济南环正化工有限公司

2017-01-04  来自: 济南环正化工有限公司 浏览次数:229

硅烷偶联剂是近年对纳米无机粒子表面进行修饰的一种常用分散剂 l1l ,它是一类具有双 官能团的物质,其通式为 YRSi(OR)3' 其中 基团为有机官能团, OR 表示水解基团,它水解生成 硅醇,硅醇是基能与纳米 Si0 粒子表面发生相互作用,改善纳米 Si0 粒子在体系中的分散性。因此 硅烷偶联剂的水解过程是硅烷偶联剂与纳米 SiO 粒子结合得以实现的前提,研究硅烷偶联剂的水解工 艺显得尤为重要(2. 3] 过测定硅烷偶联剂水解溶液的电导率及红外光谱研究了其水解工艺,为用硅坑偶 联剂提高纳米 SiO,粒子的分散性奠定基础。通过测定了不同条件下分散液和面涂剂的吸光皮及 STM 图,探讨了纳米 SiO ,粒子在有机溶剂及面涂剂中的分散性。 关键词:硅烷偶联剂纳米 SiO ,粒子分散性水解


概述 硅烧偶联剂水解的程度直接影响硅应勺纳米 Si02 粒子的作用结果,因为只有硅醇单体才能对纳米 粒子形成稳定的结构,有资料显示:新配置的乙烯 基三甲   氧   基硅烧水解溶液中含有 82%单体, 15% 聚体和 3%的三聚体,放置至出现沉淀,单体为 34% 二聚体为 23% ,主聚体为 30%以及四聚体 13%。由 此可知,随着硅醇缩聚成低聚合度的硅氧烧,含硅 烧三醇的水解产物的溶解度降低。出现浑浊意味着 体系中硅皖完全缩合成硅氧皖高聚体,此时硅皖偶 联剂失去了分散纳米 Si0 粒子的能力。因此,有必 要了解硅皖偶联剂的水解机理和缩合机理[4. 硅皖偶联剂的水解反应为逐级离解的化学平 衡体系,其水解平衡反应式可以表示如下: YR-Si-(ORh + H20 - YR-Si-(ORh(OH) + ROH YR-Si-(ORh(OH) + H20 --YR-Si-(OR)(OHh + ROH YR-Si-{OR)(OHh + H20 - YR-Si-(OH>J + ROH酸和碱是以上反 的催化剂 在中性介质中 硅统偶联J1l 水解速率较慢 一般来说,酸催化革 解反应比较容易实现 硅镜偶联剂中有机基团的种类和硅酸醋基团的数目也会影响其水解速率,含支链的烧氧基数 目越多,其硅皖偶联剂的水解稳定性越大,即生 成的硅醇也就越稳定。因此提高硅皖偶联剂的稳 定性对分散纳米 Si0 粒子很重要。 硅皖偶联剂水解生成的硅醇极性较强,容易 形成氢键以及脱水缩合成硅氧烧或聚硅氧烧。 _H ;;;;;;;;;Si-O O-Si== 三三Si-OH- ==Si-O-Si= +H20 n oryOH 一一-ii-OT+n H20硅皖基之间的缩合反应并非两个简单的化合 物之间的反应,而是代表各种中间产物的硅瓷基 之间的缩合。而硅瓷基间的缩合使硅醇的数目减 少,使硅醇眼纳米 Si0 粒子的作用相应的减弱, 不利于纳米 Si02 粒子的分散,因此在使用硅皖偶 联剂分散纳米 Si0 粒子的过程中,应尽量降低产 生缩合反应的机会。

 


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