无机粉体的硅烷偶联剂改性
硅烷偶联剂处理粉体工艺
硅烷偶联剂处理粉体工艺主要包括以下步骤：
1.将硅烷偶联剂加入到适当的稀释液和助剂中，混合配成处理液。
2.将需要处理的粉体（如石英粉、二氧化硅粉体等）加入到反应釜或反应罐中。
3.将处理液喷洒到粉体上，并进行加热反应或浸泡。
4.反应一定时间后，将粉体进行脱水处理，如使用高速搅拌、加热烘干等方法。
通过硅烷偶联剂处理，可以改善粉体的表面性能，提高其与高聚物或树脂等材料的相容性和亲和力，使其更均匀地分散在基体中，从而提高填充体系的强度、模量等性能。
这种处理工艺在塑料、橡胶、电线电缆、医药、涂料、油漆、日用化工等行业中得到广泛应用。
以上信息仅供参考，具体的处理工艺可能因粉体种类、硅烷偶联剂种类和工艺条件等因素而有所不同。
建议在实际应用中，根据具体情况选择合适的处理工艺和参数。
硅烷偶联剂改性高岭土-贾子康
Central South University高岭土的表面改性学院：资源加工与生物工程学院指导老师：卢清华老师班级：无机1202班学号： 0305120412 姓名：贾子康邮箱： 1807711543@2016年3月硅烷偶联剂改性高岭土摘要本实验采用硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性，研究了改性剂用量、改性时间、改性温度等因素对改性效果的影响，并采用沉降体积、IR、XPS等手段研究了改性效果以及改性剂与高岭土之间的相互作用。
关键词：高岭土、硅烷偶联剂、改性Abstract:By using silane coupling agent on kaolin surface modification, the dosage of modifying agent, modification time, modification temperature and other factors effect of modified, and the research the effect and interaction between kaolin and modifying agent volume, IR, XPS and settlement.Key words:kaolin, silane coupling agent, modification前言由于高岭土的矿物形成条件及开采加工方法的差异，导致其表面性能有很大差别，使得高岭土的应用范围具有局限性。
因此，研究、开发不同表面改性的方法，适应高岭土在不同行业中的应用要求，是扩大高岭土的应用范围及应用效果的重要手段。
高岭土表面的结构官能团有:—Si(Al)—OH ,—Si—O—Al—和—Si(Al)—O ,这些活性点是对高岭土进行表面改性的基础。
高岭土在国民经济和日常生活中有着广泛的应用, 例如 , 在造纸工业中可以用作填料或涂料 ,从而改善纸张的性能;在橡胶、塑料等有机产品中可以用作填料, 增加制成品的强度、耐磨性, 还可以用于陶瓷原料、涂料、粘结剂等领域。
硅烷偶联剂KH550_改性白炭黑及其在环氧树脂中的应用
硅烷偶联剂KH550改性白炭黑及其在环氧树脂中的应用赵志明，李文琼，靳朝辉，于朝生（东北林业大学化学化工与资源利用学院，东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）摘要：利用硅烷偶联剂KH550对白炭黑纳米粉体进行表面接枝改性，并制备改性白炭黑（mSiO 2）/环氧树脂（EP ）浇铸体，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR ）、X 射线衍射（XRD ）、粒度分析、拉伸性能测试、热重分析（TG ）、扫描电镜（SEM ）等手段对改性前后的白炭黑粒、mSiO 2/EP 浇铸体进行表征分析，探究了KH550对白炭黑的改性效果以及mSiO 2用量对浇铸体力学性能、耐热性和结构的影响。
结果表明：以异丙醇作为分散剂，当KH550质量分数为20%，反应温度为90℃，反应时间为5h ，在醇、水混合溶剂中可以实现KH550对白炭黑的表面改性；当改性白炭黑用量为8%(wt.)时，浇铸体综合性能最好，拉伸强度为41.29MPa ，较纯EP 提升了95.2%；其最大分解速率时的温度为377℃，较纯EP 提升了14℃。
关键词：KH550；白炭黑；改性；环氧树脂；拉伸强度中图分类号：TQ 127.2Study on Surface Modifi cation of Silica with KH550 and Its Application in Epoxy ResinZHAO Zhi-ming, LI Wen-qiong, JIN Zhao-hui, YU Chao-sheng（ College of Chemistry, Chemical Engineering and Resource Utilization, Northeast Forestry University; Key Laboratory of ForestPlant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China )Abstract: The silane coupling agent KH550 was used to modify the silica by surface grafting and to prepare modifi ed silica (mSiO 2)/epoxy resin (EP) casts. The silica pellets and mSiO 2/EP casts before and after modification were characterised by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diff raction (XRD), particle size analysis, tensile properties testing, thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). The eff ect of KH550 on the modifi cation of silica and the eff ect of mSiO 2 dosage on the mechanical properties, heat resistance and structure of the cast body were investigated. The results show that the surface modifi cation of silica by KH550 can be achieved in a mixed solvent of alcohol and water when the mass fraction of KH550 is 20%, the reaction temperature is 90°C and the reaction time is 5h, using isopropanol as the dispersant. Furthermore, the mechanical properties and thermal stability of the mSiO 2/EP composites were improved by the KH550 modifi cation. When the amount of mSiO 2 was 8% (wt.), the tensile strength of the mSiO 2/EP composite exhibited 41.29MPa, which resulted in an increase of tensile strength by 95.2%, and a maximum decomposition rate temperature of 377°C, which is 14°C higher than that of pure EP materials.Key words: KH550; silica; modifi cation; EP; tensile strength 作者简介：赵志明，硕士研究生，主要从事功能材料研究工作。
材料表面的硅烷化改性
实验64 材料表面的硅烷化改性一．实验目的1.利用硅烷偶联剂改性有机或无机材料。
2.制备无机-有机杂化粉体或薄膜材料。
二．实验原理很多纳米材料都是重要的无机化工产品，是橡胶.塑料.油漆.油墨.造纸.农药及牙膏等行业不可缺少的优良原料。
以SiO2纳米颗粒为例，纯粹制备的SiO2颗粒表面上存在着大量的羟基基团，呈极性.亲水性强，众多的颗粒相互联结成链状，链状结构彼此又以氢键相互作用，形成由聚集体组成的立体网状结构，在这种立体网状结构中分子间作用力很强，应用过程中很难均匀分散在有机聚合物中，颗粒的纳米效应很难发挥出来。
如何将纳米SiO2均匀分散在高分子材料中，以提高聚合物材料的各项性能是一个重要的研究方向。
硅烷偶联剂发展至今已有一百多种产品，按Y有机官能团的不同，可分为链系基类硅烷偶联剂.氨基硅烷偶联剂.环氧基类硅烷偶联剂.烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂及双官能基型硅烷偶联剂等。
硅烷偶联剂处理技术原理简单.操作方便，其与材料表面的作用机理一直是研究的重点，目前关于硅烷在材料表面行为的理论有很多假设，主要有化学键理论.物理吸附理论.表面浸润理论.可逆水解平衡理论和酸碱相互作用理论等。
硅烷偶联剂分子含有两种反应性基团，化学结构可以用X3SiRY来表示，其中，X是可进行水解反应并生成硅烃基(Si-OH)的基团，如卤素.氨基.烷氧基和乙酰氧基等，硅醇基团可和无机物（如无机盐类.硅酸盐.金属及金属氧化物等）发生化学反应，生成稳定的化学键，将硅烷与无机材料连接起来。
Y是非水解基团，可与有机基团如乙烯基.氨基.巯基.环氧基等起反应，从而提高硅烷与聚合物的粘连性。
R是具有饱和键或不饱和键的碳链，将官能团Y和Si原子连接起来。
因此硅烷偶联剂分子被认为是连接无机材料和有机材料的“分子桥”，能将两种性质悬殊的材料牢固地连接在一起，形成无机相/硅烷偶联剂/有机相的结合形态，从而增加了后续有机涂层与基地材料的结合力。
一般来说，硅烷分子中的两个端基团既能分别参与各自的反应，也能同时起反应。
《粉体表面改性》--3表面改性剂
表面活性剂
• （2）高级胺盐 • 阳 离 子 表 面 活 性 剂 , 其 分 子 通 式 为 RNH2( 伯 胺 ) 、 R2NH(仲胺)R3H(叔胺)等.其中,至少有1～2个为长链 烃基(C12 ～C22)。与高级脂肪酸一样,高级胺盐的烷 烃基与聚合物的分子结构相近,因此与高聚物基料 有一定相容性,分子另一端的氨基与无机粉体表面 发生吸附作用。 • 在对膨润土或蒙脱石型粘土进行有机覆盖（或插 层）处理以制备有机土时,一般采用季铵盐，即甲 基苯基或二甲基二烃基胺盐
偶联剂
• 硅烷偶联剂的应用： • 适用于中性和酸性无机粉体的表面处理 • Ⅰ品种选择 • 在用硅烷偶联剂改性矿物粉体时，品种选择 至关重要。 • 选择考虑因素： • ①应用体系的性质或树脂种类； • ②填充材料（或复合体系）的技术指标要求
偶联剂
• Ⅱ用法： • 一般水解后使用。水解pH范围为酸性或中性 (pH3.5~6.0)。 • Ⅲ用量： • 一般为粉体质量的0.2～2.0%；如已知粉体的比表面 积和偶联剂最小包覆面积可按下式估算：
偶剂
• （3）铝酸酯偶联剂 • 化学通式： • Dn • ↓ • (RO)x—Al----(OCOR’)m
• 式中， Dn代表配位基团，如N、O等
偶联剂
• 用途： • 各种无机填料、颜料及阻燃剂,如重质碳酸 钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡、硫酸钙、滑 石粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、 铁红、铬黄、碳黑、白炭黑、立德粉、云母 粉、高岭土、炼铝红泥、叶腊石粉、硅灰石 粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢 氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌 等的表面改性
偶联剂
• 配位型 • （i—C3H7O)4Ti•[P—(OC8H17)2OH]2
• 配位型偶联剂是以2个以上的亚磷酸酯为配体,将磷 原子上的孤对电子移到钛酸酯中的钛原子上,形成2 个配价健, 钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸 酯的反应活性,提高了耐水性。配位型钛酸酯偶联剂 多数不不溶解于水,可以直接高速研磨使之乳化分散 在水中,也可以加表面活性剂或亲水性助溶剂使它分 散在水中,对填、颜料进行表面处理
硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征
矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources第1期2021年2月·193·硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征安文峰，胡应模，张丹丹，李苗苗（中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，非金属矿物和固废资源材料化利用北京市重点实验室，岩石矿物材料国家专业实验室，北京 100083）摘要：以KH 570为改性剂，采用湿法改性的方法，在中性条件下对电气石进行表面改性，以改性产物的接触角和吸油值为参数，对改性的工艺条件进行了优化。
结果表明，在改性剂KH 570用量为0.12 mL/g 、醇水比为1:5时，在90℃下与10 g 电气石反应2 h 得到具有优良疏水性能的改性电气石，其接触角为93接。
采用IR 、XRD 、SEM 对改性电气石的结构与形貌进行了表征，结果表明，电气石经过改性后，表面成功地接入了含有双键的有机链，改性前后电气石的晶体结构没有发生变化，而改性后电气石的团聚现象大大降低，分散性增加。
关键词：电气石；KH 570；表面改性；可聚合有机化电气石doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2021.01.032中图分类号：TD989 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2021）01-0193-06收稿日期：2019-08-27；改回日期：2019-09-24基金项目：国家自然科学基金赞助（51372233）作者简介：安文峰（1995-），男，在读硕士，研究方向为矿物表面改性及其功能聚合物的合成。
通讯作者：胡应模（1964-），男，教授，博导，研究方向为矿物材料的改性及其功能复合材料。
电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类非可再生硅酸盐类矿物[1]。
它广泛分布于沉积岩、变质岩、火成岩、伟晶岩发育地区及气成高温热液矿床中，与绿柱石、黄玉、云母等矿物共生[2]，因其所处环境的差异，其内部化学组成与结构差异也较大，一般来说，除硼元素外，还含有钠、镁、铝等其他金属元素[3]。
硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究
硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究
谭秀民;冯安生;赵恒勤
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2011(017)001
【摘要】利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粉体进行超声表面改性,采用动态光散射粒度仪(DLS)、红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)等分析手段对表面改性前后的纳米二氧化硅进行表征.结果表明:硅烷偶联剂能够成功地对纳米二氧化硅进行改性,并且提高其分散性.经硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅活化率提高,团聚减少,粒子分布更加均匀.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】谭秀民;冯安生;赵恒勤
【作者单位】国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究 [J], 刘琪;崔海信;顾微;林春梅;李颖
2.ATRP法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对PVC的改性研究 [J], 严满清;唐龙
祥;刘榛;刘春华;王平华
3.纳米二氧化硅表面接枝聚合改性研究进展 [J], 余东升;姜通武;张玉清
4.纳米二氧化硅表面接枝氮氧自由基的改性研究 [J], 李福中;庞文键;陈何国
5.硅烷偶联剂表面接枝包覆纳米SiO_2的研究 [J], 王美英;佘庆彦;刘国栋;瞿雄伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(1)
硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅概述现代材料表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。
表面改性技术通过对基体材料表面采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能。
它包括化学热处理（渗氮、渗碳、渗金属等）、表面涂层（低压等离子喷涂、低压电弧喷涂）、激光重熔复合等薄膜镀层（物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。
这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性，使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。
纳米粉体是能够通过表面处理的方法来获得或者保持其特有的纳米粒子的特性，这种表面处理方法工业上称为包膜处理或表面改性处理。
由于对纳米粉体的制造要求不同于常规无机粉体的制造要求，因此表面改性处理主要针对防止纳米粉体团聚，并帮助纳米粒子在应用体系中也以纳米形态存在，这个处理过程通常称为粉体改性处理，使用的表面处理剂称为有机改性剂。
粒子增韧改性聚合物和杂化材料的研究取得了显近年来，用无机纳米SiO2著效果。
由于纳米SiO具有表面界面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应和2特殊光、电特性，高磁阻现象以及其在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等可广泛应用于各个领域，具有广阔的应用前景和巨大的商奇异特性，使纳米SiO2业价值。
但同时由于纳米SiO的粒径小、比表面积大、具有亲水基团(一OH)，表2面活性高，稳定性差，使得颗粒之间极易相互团聚在聚合物中不易分散，并且由表面亲水疏油在纳米效应引起的一系列优异特性会被减弱或消失。
同时由于SiO2有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用，为了避免此现象发生就需要在其颗粒表面进行接枝改性。
常用的改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、超分散剂等。
一、实验目的1）了解表面改性的目的、方法和基本原理。
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无机粉体的硅烷偶联剂改性
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、硫基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。
在进行偶联时，首先X基与水形成硅醇，然后与无机粉体颗粒表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成-SiO-M共价键（M表示无机粉体颗粒表面）。
同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面，使无机粉体表面有机化。
1、硅烷偶联剂种类及适用对象
（1）硅烷偶联剂种类
根据分子结构中R基的不同，硅烷偶联剂可分为氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及异氰酸酯基硅烷等。
（2）硅烷偶联剂适用对象
硅烷偶联剂可用于许多无机粉体，如填料或颜料的表面处理，其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白炭黑等效果最好，对高岭土、水合氧化铝、氧化镁等效果也比较好，对不含游离酸的钛酸钙效果欠佳。
（3）硅微偶联剂选择
选择硅烷偶联剂对无机粉体进行表面改性处理时，一定要考虑聚合物基料的种类，也即一定要根据表面改性后无机粉体的应用对象和目的来仔细选择硅烷偶联剂。
2、硅烷偶联剂使用方法及用量
（1）硅烷偶联剂使用方法：
应用硅烷偶联剂的方法有两种：
一种是将硅烷配成水溶液，用它处理无机粉体后再与有机高聚物或树脂基料混合，即预处理方法，该方法表面改性处理效果好，是常用的表面改性方法。
另一种方法是将硅烷与无机粉体（如填料或颜料）及有机高聚物基料混合，即迁移法。
多数硅烷偶联剂在使用之前要配成水溶液，即使其预先水解。
水解时间依硅烷偶联剂的品种和溶液的pH值不同而异，从几分钟到几十分钟不等。
配置时水溶液的pH值一般控制在3-5之间，pH值高于5或低于3将会促进聚合物的生成。
因此，已配置好的、已水解的硅烷偶联剂不能放置太久，否则会自行缩聚而失效。
（2）硅烷偶联剂用量计算：
硅烷偶联剂用量与偶联剂的品种及填料的比面积有关，假设为单分子层吸附，可按下式进行计算：
硅烷偶联剂用量=（填料质量×填料比表面积）/硅烷偶联剂最小包覆面积
硅烷偶联剂最小包覆面积以硅烷偶联剂的品种不同而异。
一般来说，实际用量要小于用上述公式计算的用量。
当不知道无机粉体的比表面积数据或硅烷偶联剂的最小包覆面积时，可将硅烷偶联剂用量选定为无机粉体质量的0.10%-1.5%。
大多数硅烷偶联剂既可以用于干法表面改性，也可以用于湿法表面改性。