金屬醇鹽均相改性硅烷溶液的水解及成膜性能研究.pdf

1、硅烷膜在電分析化學(xué)、生物傳感器、光學(xué)器件及金屬表面防護(hù)性預(yù)處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在金屬表面防護(hù)性預(yù)處理方面，硅烷化方法已成為近年來取代鉻酸鹽鈍化、磷酸鹽轉(zhuǎn)化等傳統(tǒng)環(huán)境污染型預(yù)處理工藝的研究熱點(diǎn)之一。然而，由于硅烷膜自身厚度?。ㄍǔＶ挥袔资綆装偌{米），機(jī)械強(qiáng)度低等原因限制了其防護(hù)性能的應(yīng)用。針對(duì)硅烷膜自身不足，已有許多工作致力于達(dá)到提高膜層防護(hù)性能的效果，其共同特點(diǎn)在于：屬于異相改性方法促進(jìn)硅烷成膜，且改性處理工藝過程復(fù)雜、成本較高

2、。本文首次采用均相改性方法促進(jìn)硅烷成膜，即在硅烷水解初始階段加入少量金屬醇鹽，在其與硅烷的共水解過程中催化硅烷單體的水解及生成硅醇的縮合，進(jìn)而促進(jìn)其在基體表面成膜，為提高硅烷膜防護(hù)性能的研究提供了一個(gè)新思路、新方法。本文主要研究工作包括：
　　 ⑴以極少量的鈦酸四正丁酯(TBOT)為改性劑，改性甲基三甲氧基硅烷（MTMS）溶液并在基體表面成膜。溶液研究發(fā)現(xiàn)，TBOT對(duì)MTMS水解過程有著極大的催化作用：在水解初期，TBOT催化硅

3、烷單體生成硅醇的速度非?？欤磺覍?duì)生成硅醇之間的縮合也有著非常明顯的促進(jìn)作用。采用簡(jiǎn)單浸涂方法所得硅烷膜厚度增大，致密性、疏水性增強(qiáng)，耐蝕性能也大大提高。阻抗測(cè)試表明，在實(shí)驗(yàn)研究濃度范圍內(nèi)，所制得硅烷膜的耐蝕性能隨著添加劑TBOT含量的增大而增加，隨后保持不變。膜層的耐蝕長(zhǎng)效性能良好，強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中服役～5天后，防護(hù)性能保持不變；弱腐蝕性介質(zhì)中浸泡實(shí)驗(yàn)表明，該膜層對(duì)易腐蝕基體鍍鋅鋼耐蝕性的提高也十分明顯。
　　 ⑵研究了鋯酸四正丁酯

4、(TBOZ)改性MTMS溶液的水解及成膜性能。通過對(duì)TBOZ改性MTMS硅烷溶液化學(xué)及在基體上成膜性能的研究，發(fā)現(xiàn)TBOZ的成膜促進(jìn)能力低于TBOT:相同添加劑含量情況下，TBOZ改性硅烷膜的耐蝕性能較低，需要水解更長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到相同的防護(hù)效果?？瞻准案男訫TMS硅烷溶液長(zhǎng)效性（包括經(jīng)長(zhǎng)期水解后的溶液化學(xué)信息和所得膜層性能）研究表明，所得膜層的耐蝕性能均隨著硅烷溶液水解時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷提高。在對(duì)硅烷溶液化學(xué)及膜層性質(zhì)的研究基礎(chǔ)上，提出了