硅烷偶联剂对二氧化钛表面改性
硅烷偶联剂对纳米TiO2的表面改性

硅烷偶联剂对纳米TiO2的表面改性∗王琳琳;尚冀宁;许明【摘要】采用硅烷偶联剂JH-N318对纳米TiO2进行表面改性。
考察了硅烷偶联剂JH-N318用量、改性时间、温度及改性介质的pH值对纳米TiO2分散时间的影响;并进行红外、TEM表征。
结果表明纳米TiO2的分散效果明显改善。
当JH-N318用量为3.8%,改性时间为60min,改性温度为45℃,改性介质pH=4.5时,纳米TiO2的分散时间最长,改性效果最好。
%In this paper,the surface of nano-TiO2 were modified by silane coupling agents JH-N318. The infi-uence of the facters including the content of silane coupling agent JH-N318,the modified time,the temperature and the pH value of modified medium which on dispersion time of nano-TiO2 were studied. The prepared samples were investigated by FTIR and TEM. The results show that when the content of silane coupling agent is 3. 8%,modifica-tion time is about 60min,modification temperature is 45℃ and pH value is 4. 5,the effect of the modified TiO2 is the highest,dispersion effect is best.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P38-41,110)【关键词】纳米TiO2;硅烷偶联剂JH-N318;分散时间;改性效果【作者】王琳琳;尚冀宁;许明【作者单位】银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105;银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105;银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105【正文语种】中文【中图分类】TQ31纳米TiO2复合材料由于它特有的力学、电学、光学及电磁学[1-4]性能而成为各个很多领域的研究热点。
硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究

硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究秦悦;易德莲;伍林;郑加英;潘琪【摘要】通过电导率对乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂(A-151)的水解行为进行研究,考察了pH、水与A-151体积比和温度对硅烷水解行为的影响,利用A-151的水解特性,对经锆铝二元包覆后的钛白粉进行表面改性,并采用表面接触角测试仪、红外光谱和扫描电镜对有机改性后的二氧化钛进行表征.表面接触角测试显示改性后的二氧化钛制片表面润湿角达108.2°;改性后的粉体在波数为3 078 cm-1处出现了对应的烯烃C-H伸缩振动吸收峰;扫描电镜照片显示改性后的二氧化钛粒子的分散性得到了改善.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2014(046)002【总页数】4页(P34-37)【关键词】二氧化钛;硅烷偶联剂;水解;表面改性【作者】秦悦;易德莲;伍林;郑加英;潘琪【作者单位】武汉科技大学化工学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化工学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化工学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化工学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化工学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TQ134.11TiO2作为一种性能卓越的白色颜料广泛地应用于涂料及其他化工行业。
高档颜料要求钛白粉在使用体系中具有良好的稳定性和分散性,因此使用前必须对钛白粉进行预处理。
对TiO2进行无机包覆改性可以提高其耐候性[1];进行有机改性可降低TiO2的表面极性,提高粒子在有机体系中的润湿性和分散性,拓宽其在有机聚合物体系中的应用范围[2]。
近年来,国内外学者针对TiO2的具体实际应用做了大量的研究工作[3-5]。
为获得较好的TiO2改性产品,前人研究工作的重点集中于探索包覆过程的实验条件以及研究包覆机理,却缺乏对改性剂和改性物本身的具体认识。
偶联剂CH2=CH—Si(OC2H5)3(A-151)分子中含双键有机官能团,易与涂料中的有机树脂等有机物反应,实现与有机相较好的结合[6]。
KH560改性纳米二氧化钛对环氧涂层性能影响

KH560改性纳米二氧化钛对环氧涂层性能影响何毅;陈春林;钟菲;范毅;徐中浩【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】用硅烷偶联剂( KH560)对纳米二氧化钛进行了改性,通过红外分光光度计对其改性效果做了表征。
分别制备了含纳米二氧化钛5%、3%、2%、1%以及0%的TiO2/epoxy(二氧化钛/epoxy)的复合涂层,然后用BGD523 ABRASER型耐磨仪测试了涂层的耐磨性,并通过上海华晨电化学工作站( EIS)测定了复合涂层的阻抗,最后用热重分析仪( TGA)测定了耐热性以及用扫描电子显微镜观察了其表面形貌。
结果表明:在空气环境下,纳米二氧化钛的加入能够提高其热稳定性;对于含不同比例的二氧化钛的TiO2/epoxy的复合涂层,当其含量为2%时,耐磨性和耐腐蚀性能均达到最高。
【总页数】6页(P101-106)【作者】何毅;陈春林;钟菲;范毅;徐中浩【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学,四川成都610500; 西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TQ637【相关文献】1.KH560改性双组分室温固化环氧结构胶的制备与性能 [J], 俞寅辉;乔敏;高南箫;冉千平;刘加平2.聚氨酯/KH560改性非离子型水性环氧固化剂的制备与性能 [J], 张孜文;杨建军;吴庆云;吴明元;张建安3.KH560表面改性纳米BaTiO3/环氧树脂压电复合材料 [J], 申艳平;李俊仪;陈忠红;鲍好园;杨雄发;华西林;罗蒙贤;来国桥4.固化剂对有机改性凹凸棒石/聚苯胺环氧树脂复合涂层性能的影响 [J], 雷西萍;刘钟余;王翀;付强;王冰鑫5.KH560改性纳米硅溶胶对苯丙涂层性能的影响 [J], 杨光;邓安仲;陈静波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
硅烷偶联剂对纳米TiO_2表面改性的研究

硅烷偶联剂对纳米TiO 2表面改性的研究徐 惠,孙 涛 (兰州理工大学石油化工学院,兰州730050) 摘 要:筛选了最佳表面处理剂为硅烷偶联剂(KH570),研究了偶联剂用量、pH 值、时间等因素对纳米Ti O 2有机化表面改性的影响。
采用亲油化度实验、红外光谱、透射电镜等手段表征了纳米二氧化钛的改性效果和结构。
实验结果表明:KH570以化学键合的形式结合于纳米Ti O 2表面,当硅烷偶联剂用量为10%、pH 值为615、处理时间为110~115h 时,Ti O 2的有机化表面改性效果最好,Ti O 2在乙醇中达到纳米级的分散。
关键词:纳米Ti O 2;KH570;有机表面改性;亲油化度中图分类号:T Q 63014 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2008)04-0001-04作者简介:徐惠(1966—),女,博士,教授,主要从事纳米复合材料的研究。
Surface M od i f i ca ti on of Nanosi zed T iO 2w ith S il ane Coupli n g Agen tXu Hui,Sun Tao(College of Petroche m ical Technology,L anzhou U niv of Tech,L anzhou 730050,China ) Abstract:Silane coup ling agent (KH570)is selected as the best op ti m al surface treat m ent agent,theinfluence of the fact ors (the content of silane coup ling agent,pH value,and ti m e )on the surface modifica 2ti on are studied .The p repared sa mp les are investigated by the li pophilic degree test,FTI R and TE M.The results show that when the content of silane coup ling agent is 10%,pH is 615and modificati on ti m e is about 115h,the li pophilic degree of the modified Ti O 2is the highest;KH570is bound on the surface of the nanos 2ized Ti O 2particles;the modified nanosized Ti O 2is dis persed in nanoscale in ethanol . Key W nanosized Ti O 2;KH570;organic surface modificati on;li pophilic degree0 引 言纳米Ti O 2是一种附加值很高的功能精细无机材料。
硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性

·1598·
化工进展
2009 年第 28 卷
数目/%
20
2.4 Zeta 电位分析
与水亲和力差的难溶性纳米 SiO2 粉体高度分
15
散在水溶液中形成 SiO2 溶胶,在纳米 SiO2 粒子与
水接触的界面上,由于发生电离、粒子吸附等作用,
10
使纳米 SiO2 的表面带电,固、液两相分别带有不同
5
的电荷,在纳米 SiO2 与水相对运动的界面到溶液内
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
d/nm
1000
(b)按体积统计粒径分布
10000
图 3 改性前纳米 SiO2 团聚体粒径分布图
20
-200
-100
0
100
200
Zeta 电位/mV
(a)改性前 SiO2 溶胶的 Zeta 电位分布
强度
15
数目/%
10
体积/ %
5
0
1
10
100
1000 10000
d/nm
(a)按数目统计粒径分布
20
200nm
图 1 未改性纳米 SiO2 透射电镜照片
200nm
图 2 KH570 改性后纳米 SiO2 透射电镜照片
2.3 粒径分布分析 采用透射电镜只能定性的看出改性前后纳米
硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理_王雅珍

2015年第34卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3985·化工进展硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理王雅珍1,陈国力2,岳成娥1,赵宇2,何子健1(1齐齐哈尔大学材料科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006;2齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006)摘要:主要研究了硅烷偶联剂(KH-560)改性纳米二氧化钛(TiO2)制备TiO2(KH-560)以及TiO2(KH-560)与丙烯腈(AN)接枝聚合生成TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。
通过傅里叶变换红外(FT-IR)分析确定了TiO2(KH-560)和TiO2(KH-560)-g-AN的官能团结构。
通过X射线光电子能谱(XPS)分析,由TiO2(KH-560)中的氧元素和碳元素结合能的微小变化,引起C1s、O1s化学环境的变化,来确定TiO2(KH-560)的结构;由TiO2(KH-560)-g-AN 的氧元素、碳元素和氮元素的结合能微小变化引起C1s、O1s、N1s化学环境的变化,从而确定了TiO2(KH-560)-g-AN的结构。
结合FTIR和XPS两者的分析,最终确定TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。
关键词:纳米粒子;丙烯腈;化学反应;聚合物;机理中图分类号:TQ 311 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)11–3985–05DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.11.025Mechanism of nano-TiO2 modified silane coupling agent and graftingacrylonitrileWANG Yazhen1,CHEN Guoli2,YUE Cheng’e1,ZHAO Yu2,HE Zijian1(1College of Materials Science and Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China;2College of Chemistry and Chemical Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China)Abstract:The reaction mechanism of nano-titanium dioxide (TiO2) modified with the silane coupling agent (KH-560) grafted with acrylonitrile(AN) to produce TiO2(KH-560)-g-AN was studied.Functional group structures of TiO2 (KH-560) and TiO2(KH-560)-g-AN were determined by Fourier transform infrared (FT-IR) analysis. The results of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis show that chemical environment of C1s,O1s in TiO2(KH-560) are caused by slight variations of oxygen and carbon element binding energy in TiO2(KH-560). So the structure of TiO2(KH-560) is determined. Chemical environment of C1s,O1s,and N1s in TiO2(KH-560)-g-AN are caused by slight variations of oxygen,carbon,and nitrogen element binding energy in TiO2(KH-560)-g-AN. So the structure of TiO2(KH-560)-g-AN is determined. The graft polymerization mechanism of TiO2(KH-560) and AN is determined ultimately by the analysis of both FT-IR and XPS.Key words:nanoparticles;acrylonitrile;chemical reaction;polymers;mechanism纳米二氧化钛具有良好的紫外线吸收作用,能提高复合材料的耐老化性能[1-3],聚丙烯腈(PAN)具有抗紫外老化的作用[4-6]。
硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究

H ydrolysis of silane coupling agent and organic m odif ication of titanium dioxide
The inf luences of pH .volume ratio of water to A一151.and temperature on the hydrolysis of silane were investigated.By utiliz— ing the hydrolysis characteristic ofA 一151,surface m odif ication oftitanium dioxide,which was coated with zirconium and a· luminum composites,was carried out.And then the organic modif ied titanium dioxide was character ized by sur face contact an— gle instrument,FT—IR ,and SEM.Results showed that the surfaee contact angle of modif ied titanium dioxide was 108.2。,the modified powders appeared of a peak at 3 078 cm一 which was corresponding to the olef in C— H stretching vibration.and the SEM photos showed the dispersion of the modified titanium dioxide was improved. Key words:titanium dioxide;sfiane couphng agent;hydrolysis;surface modif ication
分析硅烷偶联剂对纳米TiO2改性及应用的进展

分析硅烷偶联剂对纳米TiO2改性及应用的进展近年来纳米二氧化钛(TiO2)被广泛应用到各个领域,但是在研究中发现TiO2在应用中会遇到许多实际问题,比如TiO2最大的问题是在其他物质中的分散性差,而且容易团聚,降低其使用性能。
为了将TiO2更好的应用在聚丙烯(PP)等材料中,科研工作者采用多种方法对纳米TiO2进行了改性,提高它在PP等材料中的分散性,进而提高它的使用性能,延长使用寿命。
1 TiO2的优缺点TiO2具有的紫外线屏蔽和吸收作用、抗老化、光催化等性能,使其应用于化工产品可以明显地改善产品的抗紫外和抗老化性能。
TiO2粒径的大小影响着TiO2抗紫外线的机理,反射、散射主要是阻隔紫外线的中长波,这时TiO2的粒径也较大。
而对于长波区反射、散射不是很明显同粒径较大的TiO2比。
与粒径大的TiO2比较,吸收主要是中波处,反射、散射对长波影响较小,因为TiO2的粒径比较小。
2 改性TiO2的方法及应用的研究进展近几年来,向PP等材料里添加纳米无机物质,并制备PP等纳米复合材料已经引起了许多研究者的关注,纳米TiO2在制备与后处理、研究及应用领域等方面都取得了新的进展,但是由于纳米TiO2表面能太高,很难均匀地分散在聚合物基质中,且无法与PP等高分子材料有很好的联接,使用一段时间后会发生纳米TiO2脱离的情况。
为了解决这个问题,需要对纳米TiO2的改性方法进行研究,其中最常用的是涂覆偶联剂、表面活性剂改性和聚合物改性等方法,从而改善PP等材料的抗老化性能。
2.1 硅烷偶联剂改性纳米TiO22.1.1 硅烷偶联剂KH-560改性纳米TiO2陈宇飞等[4]将TiO2表面用KH-560进行有机化处理,纳米TiO2的表面接枝后形成化学键,接枝率为2.97%。
张大兴等采用KH-560处理TiO2和SiO2,它们的亲油化度和分散状态通过亲油化度、SEM 等测试比较,结果表明,改性后的粒子分散性得到了提高。
2.1.2 硅烷偶联剂KH-570改性纳米TiO2刘楠楠等将纳米TiO2与KH-570反应,再制备纳米TiO2粒子的核-壳型复合粒子,通过吸水率、拉伸强度和热重分析测试表明,纳米TiO2可以提高聚合物的耐水性、耐候性和拉伸强度。
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abstract
Due to their excellent photo-catalytic activities making TiO2 nanoparticles applicable as self-cleaning and anti-bacterial agents, as well as for UV protection and environmental purification, a great potential for multi-functionalization of fabrics by TiO2 nanoparticles is considered. In order to improve the durability of nanoparticles at a fabric surface, the surface of commercial TiO2 nanoparticles was modified by 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and 3-Isocyanatopropyltrimethoxysilane (IPTMS) by an aqueous process in this study. The grafting efficiency of agents to TiO2 nanoparticles at different reaction conditions was estimated by thermal gravimetric analysis. FTIR spectra confirmed that organic functional groups were successfully grafted onto the TiO2 nanoparticles surface both for APTMS-grafted TiO2 nanoparticles (A-TiO2) and IPTMS-grafted TiO2 nanoparticles (I-TiO2) through Ti O Si chemical bonds. After the surface modification of TiO2 nanoparticles, isoelectric point (IEP) of nanoparticles was shifted approximately from pH 6.4 to pH 9.4 and the zeta potential plateaus increased significantly which was explained by the protonation of NH2 groups in the acidic region. The significant reduction of particle hydrodynamic diameters and polydispersity index (PDI) indicated the particle dispersion stability was positively affected by an increase in particle zeta potential. With increasing the organosilane ratio from 0 wt.% to 200 wt.%, a slight decline of the rate constant of A-TiO2 photocatalytic activity and a rapid decrease for I-TiO2 were revealed, which was significantly dependent on the grafting efficiency.
Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 413 (2012) 273–279
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Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
In recent years, several studies reported the promising potentials of TiO2 nanoparticles for offering multifunctional properties to different textile materials [5]. However, the major problem of nanoparticle application to textile materials is the maintenance of the adequate durability of obtained effects. The deposition of TiO2 nanoparticles onto fabrics is highly challenging due to the lack of chemical bonding between fabrics and TiO2 nanoparticles [10,11]. Therefore, developing a new generation of functional materials having photocatalytic and UV shielding properties and a long-term durability on textile substrates was the primary aim of many studies. On the one hand, a binder material can be used to create
∗ Corresponding author. Tel.: +31 53 489 2899; fax: +31 53 489 3849. E-mail address: j.zhao-1@utwente.nl (J. Zhao).
0927-7757/$ – see front matter © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved. doi:10.1016/j.colsurfa.2011.11.033
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1. Introduction
As a popular photocatalyst, TiO2 has been widely used because of its various merits, such as optical and electronic properties, low costs, high photocatalytic activity, chemical stability and nontoxicity, anti-bacterial agent, UV protection and environmental purification [1–5]. When TiO2 particle size is reduced to the nano scale, photocatalytic activity increases as a result of the expansion of light band-gap for quantum size and due to the enhancement of the effective surface area [2,6–9].
Hale Waihona Puke chemical linking between particles and substrates. Mihailovic et al. [10] reported the possibility of producing the multifunctional textile nanocomposite material using natural polysaccharide alginate as a binder to improve the durability of colloidal TiO2 nanoparticles on polyester fabrics. Qi et al. [12] introduced a new method to prepare anatase TiO2 nanoparticles in an aqueous solution through a sol–gel process with a small amount of acid, which prevented the loss of the mechanical strength of the cotton fabrics and improved the adhesion between the TiO2 thin film and cotton substrates. On the other hand, grafting active functional groups onto particle surface can increase the possibility of chemical bonds formation between modified particles and fabrics thereby improving their adhesion strength. Chen and Yakovlev [13] investigated the adsorption and interaction of organosilanes on TiO2 nanoparticles and confirmed the bonding of functional groups on particle surface was realized through Si O Ti bonds.