納米SiO-,2-的化學(xué)沉淀法制備及其原位改性.pdf

1、納米SiO2具有高介電、高耐熱、高耐濕、高填充量、低膨脹、低應(yīng)力、低摩擦系數(shù)等優(yōu)越特性，在光子晶體、催化劑載體、精密陶瓷材料、橡膠、涂料、色譜填料及高分子復(fù)合材料等許多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。 納米SiO2粒子處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀態(tài)，容易團聚，直接加入到基體中，由于粒子的團聚而不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。另外，納米SiO2表面是親水性的，與有機基體的相容性較差，與基料之間結(jié)合力弱，易造成界面缺陷，從而導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。為充分發(fā)揮納

2、米SiO2的優(yōu)越性能，必須對納米SiO2粒子進行表面改性，以降低粒子間的團聚，提高粒子的分散穩(wěn)定性。因此研究納米SiO2的制備及改性方法，提高其與有機基體的相容性，具有重要的理論意義和實用價值。 論文以天然優(yōu)質(zhì)粉石英自制的水玻璃Na2O-3.1SiO2為基本原料、硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560、KH-570為改性劑、HC1為沉淀劑、聚乙二醇為表面活性劑，采用化學(xué)沉淀法制備了分散性較好的改性納米SiO2粉體。研究了硅烷偶聯(lián)劑

3、KH-550、KH-560、KH-570對溶液中生成的二氧化硅粒子表面原位改性的影響及機理，優(yōu)化了制備及原位改性納米SiO2粉體的工藝條件。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、熱分析儀及粘度計對制備產(chǎn)物進行了表征，探討了體系的pH值、溶液中各物質(zhì)濃度等因素對制備產(chǎn)物性能的影響。 表征結(jié)果表明，制備的改性納米SiO2呈無定形非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；粒子分散性較好，呈球形，粒徑60-80 nm；納米SiO2表面的

4、羥基與硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生了化學(xué)鍵合：改性納米SiO2與有機基體的相容性有較大提高，硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560、KH-570都是有效的改性劑。 綜合分析認(rèn)為，化學(xué)沉淀法原位改性納米SiO2的較佳工藝條件為：水玻璃濃度：0.3mol/L；氨水濃度：0.9mol/L；乙醇濃度：2.6mol/L-3.7mol/L；聚乙二醇用量：0.9g/L；硅烷偶聯(lián)劑KH-550用量：10％；硅烷偶聯(lián)劑KH-560、KH-570用量：15％：烘干