硅烷处理剂对纳米二氧化硅外表接纳米二氧化硅具有高反响活性

在橡胶、塑料、粘合剂、涂料等范畴得到广泛运用。但纳米二氧化硅的强亲水性导致了其难以在有机相中潮湿和涣散硅烷处理剂，约束了其纳米效应的充沛发挥，因而必须对其进行外表改性，改动纳米二氧化硅外表的物化性质，进步其与有机分子的相容性和结合力，改进加工工艺。

处理剂是目前运用最广泛的外表改性剂。经处理剂处理后，纳米粒子外表可与有机物发作相容性，涣散性也能够得到改进。硅烷处理剂硅烷处理剂是最具代表性的处理剂，它对外表具有羟基的无机粒子最有用，十分适合纳米SiO2的外表改性。硅烷处理剂改性纳米SiO2的研讨许多，但大部分研讨选用处理剂本身先水解再与纳米SiO2作用的办法。而水解反响产品会发作自缩合，这会阻碍水解产品与纳米粉体外表羟基的作用，下降偶联效能，改性作用欠安。本文中以N-甲基吡咯烷酮作溶剂，在无水系统中选用硅烷处理剂对纳米SiO2进行改性，查询处理剂用量对纳米SiO2粒度散布的影响．并对改性产品进行表征。

1试验部分

1.1质料

纳米二氧化硅，均匀粒径15nm，浙江舟山明日纳米资料有限公司；硅烷处理剂(CG-550)南京辰工有机硅资料有限公司；N-甲基吡咯烷酮，均为剖析纯试剂。

1.2试验设备

超声波细胞破坏机，JY92-Ⅱ型，宁波新芝生物科技有限公司；动态光散射粒度仪，BI200SM型，美国Brookhaven公司；傅立叶改换红外光谱仪，5DX-FTIR型，美国Nicolet公司；透射电子显微镜(TEM)，JEM-100CXⅡ型，日本电子公司。

1.3试验办法

将纳米二氧化硅粉体在真空枯燥箱内100℃枯燥24h。取枯燥后的二氧化硅于烧杯中，参加必定量的N-甲基吡咯烷酮，在适当的功率下超声涣散30min。超声条件下分批参加用吡咯烷酮稀释到必定浓度的硅烷处理剂CG-550，后转入四口瓶中N2气氛反响若干小时，得到改性后的纳米二氧化硅涣散液。经过离心分离将改性后的二氧化硅沉积出来，置于60℃的烘箱中烘干。

1.4活化率的测定

取定量改性SiO2参加定量无水乙醇中，超声拌和，静置必定时间，滤出沉积部分，烘干、称量，核算改性SiO2的活化率H：

H=m0-ms/m0×100%,(1)

式中：m0为试样总质量，g；ms为沉积部分的质量，g。

1.5表征

不同改性条件下改性后的纳米SiO2涣散液的粒径巨细及其散布是选用动态光散射粒度仪进行测定的。选用傅立叶改换红外光谱仪（溴化钾压片）查询改性前后纳米二氧化硅红外谱图的改变。选用透射电子显微镜观测改性前后纳米SiO2涣散液样品中粒子的粒径巨细及其散布情况。

2成果与讨论

2.1改性原理

硅烷处理剂水解后能与纳米SiO2外表的硅羟基作用。处理剂一端与纳米SiO2外表相连，另一端与有机基体相连，如图1所示，因而经改性后纳米SiO2粒子由原来富含羟基的亲水性外表变成了含有有机官能团的亲油性外表。外表有机包覆层的存在改进了纳米粒子与周围有机环境的相容性，还能够有用阻挠纳米粒子彼此之间的聚会，改进它的涣散性。

2.2硅烷处理剂用量对纳米SiO2活化率的影响

图2为硅烷处理剂用量对活化率的联系。能够看出：当硅烷处理剂质量分数为1%时，活化指数为58%，处理剂质量分数为5%时，活化指数到达90%。处理剂质量分数在1%-5%规模内，跟着处理剂用量的添加，活化率增大：在处理剂质量分数大于5%今后，活化率略有下降。这是由于处理剂用量缺乏时，粉体外表包覆不彻底，但处理剂用量过多时，处理剂之间易发作交联，也影响处理剂与粉体之间的彼此作用。因而处理剂用量不易过多，能够依照活化率的具体要求断定合理的处理剂用量。