硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性(2)

第9期 苏瑞彩等：硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性

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SiO2，分别分散在水和无水乙醇不同体积比例混合的溶液中进行表面改性，对比发现无水乙醇和水体积比例为3︰1的溶液中纳米SiO2的表面改性效果最好[7]。

硅烷偶联剂KH570，分子结构为：

对纳米SiO2表面改性的研究报道中，对影响表面改性效果的各种因素如温度、改性介质pH值、改性时间、改性剂的加入量等都有详细的研究报道。但是，对于改性后纳米SiO2在有机溶剂的分散稳定性，缺乏全面系统的表征和阐述。本文主要通过TEM、FTIR、粒径分析、Zeta电位分析对改性前后纳米SiO2在有机溶剂中的分散稳定性进行了表征和阐述。

中的团聚体尺寸较大，并且有大块的堆积现象。这是因为未改性的纳米SiO2表面与水分子作用而带有的羟基（—

OH），在无水乙醇中相互作用，以化学键或者氢键相结合，极易团聚。图2中经KH570

这改性后的纳米SiO2相比改性前团聚体明显减小。

是由于硅烷偶联剂KH570的水解基团与颗粒表面的羟基发生化学键合或物理吸附，在粒子表面形成有机吸附层，从而使改性后纳米SiO2能够较好分散在有机介质中，有效改善其团聚现象。

1 实验部分

1.1 实验原料

硅烷纳米SiO2粉体由广东兴发集团公司提供；

偶联剂KH570，市售，分析纯；无水乙醇，市售，分析纯；草酸，市售，分析纯；蒸馏水（自制）。 1.2 表面改性

将一定量的纳米SiO2加入无水乙醇/水（体积比为3︰1）的混合溶液中，在4000 r/min高速剪切下使其充分分散，调节剪切速率至2000 r/min，反应温度70 ℃左右，加入质量分数为20%的硅烷偶联剂KH570，用草酸溶液调节体系pH值至4左右。反应90 min将纳米SiO2悬浮液抽滤，滤饼经干燥、研磨，即得改性纳米SiO2粉体。 1.3 分析表征

采用VECTOR33型傅里叶红外光谱仪，表征改

将改性前后性前后纳米SiO2表面的红外光谱变化。

的纳米SiO2在无水乙醇中超声分散30 min，滴1～2滴悬浊液到铜网上并自然干燥，采用日立H-800型透射电镜观察改性前后纳米SiO2粉体的形貌。

将改性前后纳米SiO2使用超声分散到无水乙醇中，采用美国Malvern的Zeta电位粒度仪测纳米SiO2水溶液的Zeta电位和其在无水乙醇中的粒度分布。

图1 未改性纳米SiO2透射电镜照片

图2 KH570改性后纳米SiO2透射电镜照片

2 结果与讨论

2.1 TEM

图1为未改性纳米SiO2透射电镜照片。 从图1

可以看出，未改性纳米SiO2在无水乙醇

2.3 粒径分布分析

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