硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性

化 工 进

展

·1596·

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷第9期

硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性

苏瑞彩，李文芳，彭继华，杜 军

（华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640）

摘 要：采用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2实现表面改性，并利用透射电镜（TEM）、粒径分析、Zeta电位、红外光谱（FTIR）等方法对改性后纳米SiO2的表面结构和在有机介质中的分散稳定性进行分析表征。结果表明，通过硅烷偶联剂KH570表面改性后，颗粒表面覆盖了硅烷偶联剂的有机官能团，提高了SiO2纳米颗粒在水溶液中的Zeta电位，降低了颗粒团聚程度。改性后的纳米SiO2粉体在有机溶剂中的团聚块体尺寸明显减小，从200 nm降低到不足100 nm。

关键词：纳米SiO2；表面改性；硅烷偶联剂；分散

中图分类号：TQ 127.2 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2009）09–1596–04

Surface modification of nano-sized SiO2 with silane coupling agent and its

dispersion

SU Ruicai，LI Wenfang，PENG Jihua，DU Jun

（College of Material Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，

Guangdong，China）

Abstract：Nano-sized SiO2 was surface modified with silane coupling agent KH570. The role of surface

and FTIR. It was found that the surface modification was characterized by TEM，Zeta potential analysis，

the of nano-sized SiO2 is covered by organic functional groups from KH570. After surface modification，

Zeta potential and dispersion of nano-sized SiO2 are improved greatly. The statistical size of particle conglomeration of nano-sized SiO2 is reduced from 200 nm before modification to less than 100nm，stability after the modification.

Key words：nano-sized SiO2；surface modification；silane coupling agent；dispersion

纳米SiO2是目前世界上大规模工业化生产的产量最高的一种纳米粉体材料[1]，具有特殊的光学性能、光催化特性、填充特性和流变特性，广泛应用于电子封装材料、高分子复合材料、塑料、涂料、橡胶、颜料、陶瓷、胶黏剂、玻璃钢、药物载体、化妆品及

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抗菌材料等领域[23]。但是，和所有超细粉体存在的问题相似，纳米SiO2表面极性强、表面能高，处于热力学非稳定状态，极易发生粒子团聚，在使用时影响纳米微粒所具有的功能。由于纳米SiO2表面易与空气中的水分子作用而带有羟基，表现出很强的亲水疏油性，在有机介质中难以均匀分散，难以与基料很好结合，易造成界面缺陷，导致材料性能下降，使纳

米材料的优越性能得不到应有的发挥[45]。

表面改性是解决以上问题的有效方法之一。改性剂的选择直接影响到改性效果，目前采用表面活性剂、偶联剂对纳米SiO2进行表面改性研究的报道很多。采用硬脂酸钠和十二烷基磺酸钠两种阴离子表面活性剂在水溶液中分别对纳米SiO2进行表面改性，其中Ba2+预活化与十二烷基磺酸钠改性联用的效果较好[6]。采用硅烷偶联剂KH570改性纳米

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收稿日期：2009–03–13；修改稿日期：2009–04–09。

第一作者简介：苏瑞彩（1984—），女，硕士研究生。E–mailsuruicai@。联系人：李文芳，教授。电话 020–87112778；E–mail mewfli@。

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