纳米siolt2gt的表面改性及其分散性研究

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1、太原理：1．：大学硕士研究生学位论文纳米Si02的表面改性及其分散性研究摘要纳米SiO：作为一种新型无机功能粉体材料，由于其优异的性能而引起了人们的高度重视。然而，纳米Si02颗粒表面具有极强的活性，很容易团聚在一起，形成若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体，且其表面亲水疏油，在有机介质中很难均匀分散，极大地限制了其应用。因此，对纳米Si02进行表面改性处理，消弱或者消除团聚现象，提高其在有机介质中的分散性的研究，成为了纳米SiO：能否得到广泛应用的关键所在。本文首先通过氢氧化铝(AI(OH)3)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米

2、Si02进行了表面包覆和改性处理，改善了纳米SiO：的表面结构和分散性。实验采用沉淀法中的非均匀成核法，将AI(OH)3均匀包覆于纳米Si02颗粒表面，再通过十二烷基苯磺酸钠进行有机改性处理。探讨了无机包覆过程中，悬浮溶液的pH值、分散剂用量，干燥方法等工艺条件对包覆效果的影响；通过对表面吸附量的测定，探讨了有机改性过程中，反应温度、有机改性剂用量、溶液的pH值以及搅拌时向等对有机改性效果的影响。使用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对表面包覆改性后纳米Si02的结构及物相进行了分析；采

3、用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对包覆改性后的纳米Si02的形貌及分散状况进行了观察；利用MalvemZetasize3000HSA自动电位粒度仪测定了改性后样品在不同pH值下的表面电位。结果表明，在悬浮溶液pH值为T盔亟望兰盔堂亟±婴丕垡堂焦堡塞5的实验条件下，选择六偏磷酸钠作为分散剂，当其用量为0．3％时，纳米Si02在液相中的分散性最好，基本上呈单颗粒分散状态；无机包覆后的样品在干燥处理时采取乙醇脱水处理为宜；有机改性剂浓度选取3～4mmoL／L，反应液pH值为7．1附近，搅拌时间为2h，室温改性为宣。包覆铝的化合

4、物是以无定形的AI(OH)3形式存在的。表面包覆AI(OH)3后，纳米Si02粉体的界面电性能发生变化，等电点从pH=2．3偏移至7．1，使纳米SiO：粉体对阴离子表面活性剂的吸附可在接近中性的条件下进行。其次，实验还将表面改性后的纳米Si02添加导聚氨酯弹性体(PUE)中制成纳米Si02／PUE复合材料。考察了表面改性前后的纳米Si02在聚氨酯弹性体(PUE)中的分散性及其对PUE材料力学性能的影响。结果表明，表面处理后的纳米Si02粉体在PUE中具有良好的分散性，并对PUE材料的力学性能有了较大的改善，能同时达到增强增韧的效

5、果。第三，实验还探讨了纳米SiO：在Z--醇(EG)rb的分散性，为制备纳米水平的PET／纳米SiO：复合材料奠定基础。实验以EG为分散介质，研究了分散方法、分散剂的种类、分散剂的浓度以及分散时间对纳米Si02在EG中分散性的影响，用TEM对其分散情况进行了表征，并对其分散机理进行了简单的分析和讨论。结果表明，采用球磨法，以氨基硅烷作为分散剂，当其分散剂浓度在1．74％以上，分散时间大于5h时，能够获得分散性良好的EG／纳米SiOz的分散液。关键词：纳米Si02，表面包覆，表面改性，分散性，聚氨酯弹性体j●盔厦垄王盔堂亟±受窒生

6、堂鱼型翌上————————————一INVESTIGATIONOFSURFACEMODIFICATIONANDDISPERSITYOFNANO—Si02ABSTRACTNano-Si02hasattractedmuchattentioninresentyearsasanoveltypeofinorganicmaterialsbecauseofitsexcellentproperty．Howeverth8highsurfaceactivityofnano—Si02inducesstrongagglomeration，thatres

7、ultingintheformationoflargeagglomeratewithweakinteractedinterfaces·Andthehvdrophilicitvofitssurfacemakesitdifficulttobedisperseduniformlyinorganicmedium．Therefore，itspracticalapplicationismuchrestricted·Accordin91y，thekeythatnano．Si02canbeappliedwide!yliesinmodifying

8、thesurfaceofnano—Si02forthepurposeofeliminatingagglomerationandimprovingdispersityinorganicsolvents·ThefirstDartofworkthisreportsth