硅烷偶联剂改性海泡石的制备及表征.pdf

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1、第34卷第5期V01．34No．52011年9月硅烷偶联剂改I生海泡石的制备及表征李计元马玉书张婷婷王长平王宝河(天津城市建设学院材料科学与工程系，天津300384)摘要为了解决海泡石纤维在聚合物体系中的相容性和分散性问题，用硅烷偶联剂对海泡石进行表面修饰。以水在海泡石表面的接触角为指标，采用正交实验法研究了硅烷用量、预处理温度、反应温度和反应时间对硅烷改性海泡石润湿性的影响，并用XRD、FTIR和SEM对试样进行表征。结果表明：硅烷改性海泡石的最佳制备工艺为硅烷用量为2mol／30g海泡石，预处理温度为50

2、℃，反应温度90℃和反应时间2h。硅烷对海泡石有良好的修饰作用，可使海泡石由亲水状态转变为疏水状态，接触角达到140o以上。关键词海泡石硅烷偶联剂表面修饰接触角亲水疏水中图分类号：TD97文献标识码：A文章编号：1000-8098(2011)05．0027-03PreparationandCharacterizationofOrganicallyModifiedSepiolitebySilaneCouplingAgentLiJiyuanMaYushuZhangTingtingWangChangpingWang

3、Baohe(DepartmentofMaterialsScience&Engineerir~g，TianjinInstituteofUrbanConstruction，Tianjin300384)AbstractToimprovethechemicalcompatibilityanddispersionofthesepioliteinpolymers，silanecouplingagentwasusedtomodi母acid—treatedsepiolite．Theorthogonalexperimentwa

4、susedtoanalyzetheeffectsofsilanedosage，pre—treatedtemperature，reactiontemperatureandreactiontimeonthewettabilityoforganicallymodifiedsepiolite．TheeffectsonthestructureperformanceofmodifiedsepiolitewerecharacterizedbyXRD，FTIR，SEMandcontactangleanalyseinstrum

5、ents．Theresultsshowedthatthebesttechnologicalconditionsoforganicallymodifiedsepiolitewereasfollows：dosageofsilane2mol／30gsepiolite，pre—treatedtemperature50℃，reactiontemperature90℃andreactiontime2h．Sepiolitesurfacecanbewellmodifiedbytreatingwithorganosilane，

6、resultinginthehydrophilicsurfacetransformingtohydrophobicstate，thecontactangleisabove140。．Keywordssepiolitesilanecouplingagentsurfacemodificationcontactanglehydrophilichydrophobic聚合物一无机纳米复合材料具有有机和无机材的增强剂。海泡石可与聚合物复合制成具有许多超料的特点，并通过两者之间的耦合作用产生出许多优常特性的新材料，加入很少量

7、就可使聚合物的性能大异的性质，有着广阔的发展前景，是探索高性能复合幅度提高，可以制备纳米复合材料。然而海泡石表面材料的一条重要途径[1-2]o由于无机材料与有机高分呈亲水性，适用于极性体系，若将其加入到非极性聚子材料基质的界面性质不同，造成两者亲和性差，从合物体系中，则易发生团聚，不能制得纳米复合材料，而影响复合材料的力学性能。因此层状硅酸盐的有只能得到传统的填充聚合物。因此，海泡石的有机改机改性是制备该类复合材料的关键，也是这一领域研性是至关重要的一步。为了解决海泡石纤维在聚合究的热点[3-6]。物体系中的

8、相容Jl生和分散性问题，本实验以乙烯基三海泡石为含水的镁硅酸盐矿物，其化学式为乙氧基硅烷为修饰剂，利用正交实验法对海泡石的有MgsSi03。(OH1)4(0H2)4·8H20，具有链状和层状过渡型机改性工艺进行了研究，优化了有机改性工艺，并利结构特征，其特点是在两层硅氧四面体片中间夹一层用XRD、FTIR、SEM和接触角等测试方法对海泡石镁氧八面体。四面体顶层呈连续状，每6个硅氧四面有机改性前后的样