更新時間: 2020-08-25
瀏覽次數(shù):
硅溶膠是指納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散體系。有許多優(yōu)良性質(zhì)如大比表面、高吸附性、高分散度( 幾納米到幾十納米) 、高耐火絕熱性等。由于硅溶膠中的 SiO2含有大量的水及羥基，故硅溶膠也可以表述為 SiO2·n H2O。硅溶膠眾多優(yōu)良的性能使其得到廣泛的應(yīng)用。
對硅溶膠進行表面改性，使硅溶膠中的二氧化硅粒子能在聚合物中均勻分散，提高材料的穩(wěn)定性。對于硅溶膠中納米 SiO2的改性不同于粉體的無機粒子，其改性是在溶膠中進行，并且在整個改性過程一般需要始終保證粒子的單分散性和穩(wěn)定性。
對硅溶膠進行金屬鹽改性，制備高濃度且穩(wěn)定的硅溶膠，用于造紙領(lǐng)域，硅溶膠中具有高比表面積的二氧化硅粒子可起到助留劑作用，與傳統(tǒng)的助留劑相比，二氧化硅粒子可提高留著率，在改善濾水性能的同時而不破壞其成形。常見的金屬鹽改性硅溶膠有：鋁改性硅溶膠和硼改性硅溶膠。鋁改性硅溶膠是一種含鋁的聚硅酸鹽，聚硅酸對鋁離子有特殊的反應(yīng)能力和吸附作用。硼改性硅溶膠一般是作為硼硅玻璃和硼硅礦物質(zhì)而應(yīng)用，硼改性硅溶膠微粒體系助留助慮效果優(yōu)于鋁改性硅溶膠微粒體系。
硅烷偶聯(lián)劑是常用的硅溶膠改性劑，其作用機理為偶聯(lián)劑分子中的一部分基團( 硅烷鍵) 可與硅溶膠中的二氧化硅粒子表面形成強力的化學(xué)鍵合，并且硅溶膠中的二氧化硅粒子表面通過選擇一種有機功能基可有效地改善表面性質(zhì)和反應(yīng)活性。常用方法包括后改性法和原位改性法。后改性法被廣泛用于硅溶膠的改性，它是采用兩步法，首先通過傳統(tǒng)方法法制備出硅溶膠，然后將硅烷偶聯(lián)劑與硅溶膠中表面硅羥基通過共價鍵鍵合，從而達到改性的目的。原位改性是相對于后改性法的另外一種改性硅溶膠的方法，相對于后改性法而言，有機硅烷可均勻分散在合成的溶膠中，同時減少了反應(yīng)過程，與后改性法各存在自身優(yōu)勢和缺點，互為補充。
硅溶膠中二氧化硅納米粒子的表面改性已成為材料研究領(lǐng)域的重點。首先，與普通硅溶膠相比，改性后的硅溶膠其性能得到更好的改善，比如良好的疏水性以及穩(wěn)定性，尤其是在復(fù)合材料中的應(yīng)用，硅溶膠的表面改性使得其中的二氧化硅粒子與有機物質(zhì)相容性更好。其次，表面改性會使得硅溶膠在耐高溫材料、光電子材料以及生物材料等先進領(lǐng)域有更大更好的發(fā)展。
