六甲基二硅胺烷改性纳米二氧化硅
硅烷偶联剂对超细沉淀法白炭黑表面改性的研究
将经表面改性 处理 过 的超 细 沉淀 法 白炭 黑 ０ １ ．ｇ 分散到 １ ｍ ０ Ｌ液体石蜡 中 ； 超声 分散 ３ ｍｎ 冷却 ， 乌 ０ ｉ， 用 氏粘度计测定其在一定 温度 下 的粘 度。已知液 体试样 的粘度与试样 在粘 度计 中的流 动 时间成 正 比， 因而本 实验 中取流动时间做不 同试样 的粘度 比较 。
表面进行改性研究， 并通过粘度测定分析手段对改性的效果进行评价。结果显示， 在本实
验 所 考 察 的 范 围内 ， 应 温 度 为 １０Ｃ， 联 剂 用 量 为 １ｍＬ时 ， 性 效 果 最 好 。 反 ０￣ 偶 ２ 改
关键词 ： 细 超
沉淀法 白炭黑
表面改性
六 甲基二硅胺烷
３ ； 化 后 的 超 细 沉 淀 法 白炭 黑 与 ３ ｍ 甲苯 、 量 的 ｈ活 ０Ｌ 适
２ １ 仪器与试剂 ．
仪器 ：Ｉ —１ ０ ｓ（ —１ Ｈ型 回转式管式电阻炉 、Ｋ ２ Ｓ Ｙ一１
型电炉温度控 制器 、５—１型恒温 磁力搅 拌器 、 ８ 超声 波 清洗 器。 试剂： 超细沉淀法白炭黑 （ 昌化工原料 厂生 产 ） 南 、
六甲基 二硅胺烷 （ Ｐ 、 Ｃ ） 液体 石蜡 （ Ｐ ， ｃ ） 实验 用水 为二 次蒸馏水 。
２ ２ 实验方法 ． 将 ０ ５ 超细沉 淀法 白炭 黑于 管式 炉 中加热 活化 ．ｇ
前， 偶联剂 用量对改 性试样 的性 质影 响不大 ， 随后 ， 偶
联剂用量增加 。改性效果 明显增 强。在本实验 所考察 的范 围内，２ Ｌ时改性效果最好 。 １ｍ
２ １ ６月 ０ ０年
硅烷偶联剂对超细沉淀法 白炭黑表面改性 的研究
六甲基二硅胺烷对纳米二氧化硅表面改性的研究
Ｍｏｉ ａｏ ｏ Ｓ ｃｎ ｘ ｅ ｈ ｘｍ ｔ ｌｓａａｅ ｄｉ ｔｎ ｉ ｏ Ｄｏｉ ｗｔ Ｈ ａ ｅ ｙ ｉｌ ｎ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｌ ｉｄ ｉ ｅ ｈ ｄ ｉｚ
Ｉ Ｌ ，Ａ Ｓｕ ｈｏ Ｙ Ｄ－ ｎ Ｌ Ｈａ ， Ｘａ－ｎ ， ＵＹＮ Ｚａ－ ｉ Ｗ ｎ ＣＯ － ａ ，Ｉ ｌ ，ｌ ｎ Ｑ ｔ ｒ ｇ Ｏ － Ｇ ｏ ｕ ｉ ｈｃ ｅｉ ａ ｕ Ｉ ｉ ｏ Ｎ ｏ Ａ ｈ ｈ
验方案。 参考文献： Ｅ 于 ｌ 欣伟， 姚． 炭黑的表面改性技术【 ． ｌ 陈 白 ｉ 广州大学学报（ 然科学版） ０ １： － ｌ 自 ９ ０ ６１ １． ２２ ２ ６ 【 范牛奔， 幻 钱冀清， 孟海兵． Ｉ Ｔ 改性纳米Ｓ ２ Ｄ ｉ 表面【 ． ０ ｉ 南京化工大学学报， ０， （）１一 ３ ｌ ２ １ ３ ： １． ０ ２３ ０ ［ｌ 刘 鹏， ３ 薛群基， 军， 功能性硅烷在纳米氧化硅表面的自 田 等． 组装【 北 学物理学报， ０， （） ８－ ． Ｊ ｌ ２ ３１ ６： １ ４６ ０ ６ ４ ８ ［ｌ 余喜理， ４ 张宝华， 张剑秋． 聚合物无机纳米复合材料的研究进展【 ． Ｊ 上海化工， ０， ３： 一 ８ ｌ ２ ２（ ） ６ ２． ０ ２ ２
表面的 Ｈ 发生反应， Ｍ Ｓ 一Ｏ 基团 使Ｈ Ｄ 上高活 一Ｓ Ｃ３ 键合到Ｓ ２ 表面， 性的 ｉ Ｈ） （ ３ ｉ的 Ｏ 从而实现纳米Ｓ ２ ｉ 表面的 ０ 有 化改 ［， 应方 式如 机 性［ 其反 程 下： ２ ｌ
－ ＨＣ３ －Ｃ，卜ｉ Ｓ３、 一 Ｏ（） Ｎｉ３ Ｓ－Ｃ３ Ｓ ・ ３ Ｓ ） ２－ ｉ） Ｉ Ｈｉ （ 一－ ０（ ・ ｉ － Ｓ Ｈ－ Ｉ Ｈ －
Ｗａ ｘ，
Ｆ＇ ｅ ． ｕｓ ｗｄ ｔ ｂｓｒ ｃｖ ｔ ｐｒｕ ｓ ℃ ａ ｔ Ｈ Ｄ ｗｓ Ｌ ｔ ｂｓ ｏ Ｉ ｔ Ｒｓｔｓ ｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｔｅ ｅ ｔ ｗ １ Ｉ ｃ ｅｌ ｈ Ｒ ｏ ｈ ｈ ｔ ｉ ｅ ａ ｒ ａ ０ ａ ｅ ａ ｍ ｅ ０ ｎ ｈ Ｍ Ｓ １ｍ ｏ ｈ ａｓ ｄ ｅ ａ ２ ｎ ｉ ｆ ｅ
纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展
第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December，2023纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展李 伟（安徽师范大学化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241002）摘 要：纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。
纳米SiO2与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法，所得产品性能也不同。
综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO2/丙烯酸酯乳液中的应用，以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。
关键词：纳米SiO2；丙烯酸酯；改性；复合方法中图分类号：TQ630.4文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）12-1826-04丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成丙烯酸酯树脂，由丙烯酸酯树脂制得的涂料具有良好的耐候性、耐酸碱等性能，在汽车、家具、机械、建筑等领域得到广泛应用[1-2]。
由于丙烯酸酯单体的多变性，多种酯基在不同介质中的溶解性，以及与其它涂料用树脂的混溶性等特点，丙烯酸酯树脂已成为涂料工业中全能的通用树脂[3]。
丙烯酸酯涂料也有一些缺点，如热稳定性较差，涂膜易返黏，机械加工性能差等。
为改善涂料性能，有机-无机复合技术为涂料改性开辟了新途径，复合改性技术可以将有机聚合物的优异性能与无机材料杰出的刚性，对热、化学、大气的稳定性结合起来，显著提高涂料性能。
纳米科技的发展使得有机-无机复合改性涂料进入了新阶段，纳米材料在分子水平上实现了有机-无机材料的复合。
纳米SiO2呈三维网状结构，表面存在不饱和键以及不同键态的羟基，具有很高的反应活性，而且表面吸附能力强，对紫外光、可见光以及近红外线有较高的反射率，而且纳米SiO2可深入到高分子化合物的π键附近，形成空间网状结构。
纳米SiO2有着广泛的商业应用，如填料、催化、传感、光子晶体和药物递送等[4-5]。
二氧化硅介孔膜的制备和应用
二氧化硅介孔膜的制备和应用杨博;李小飞;楼燕燕;胡鹏飞【摘要】综述了二氧化硅介孔薄膜合成的研究进展,重点阐述了以表面活性剂胶束为模板制备二氧化硅介孔薄膜的方法,其中,两相界面外延生长和溶剂蒸发诱导自组装已成为该方法的成功工艺.此外,文章就介孔二氧化硅薄膜在一些领域的应用做了简要陈述,包括在纳米粒子膜反应器、微电子及光电传感器领域等.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)012【总页数】3页(P29-31)【关键词】二氧化硅薄膜;介孔;表面活性剂【作者】杨博;李小飞;楼燕燕;胡鹏飞【作者单位】新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院,新疆乌鲁木齐830011;新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院,新疆乌鲁木齐830011;上海大学微结构重点实验室,上海200444;上海大学微结构重点实验室,上海200444【正文语种】中文【中图分类】O613.72长期以来，多孔性材料因具有较大的比表面积和高吸附量一直被用作高效吸附剂和分离介质、阻隔材料、结构材料、催化剂载体等。
随着纳米科学与技术的发展，三维高度有序的多孔性材料在新型催化剂、电极材料、生物医用等领域的研究中倍受关注。
具有里程碑意义的是，1992年，美国Mobil 公司的Beck 等［1］合成了具有均匀孔道结构和狭窄孔径分布的新型介孔(Mesoporous)分子筛材料，拉开了介孔材料的合成、特性表征、应用研究的序幕。
据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对无机孔性材料的分类，把孔径位于2～50 nm 间的固体定义为介孔材料。
根据孔在空间的分布特征，介孔固体可分为有序和无序两种，前者的孔在空间呈规则排列，后者的孔呈无规则分布。
有序介孔固体孔型可分为三类:平行排列的层状孔(一维)、定向排列的柱状孔(二维)、三维规则排列的多面体孔(三维相互连通)，而无序介孔固体的孔型形状复杂、不规则且互相连通。
以MCM－41 为代表的介孔固体材料，虽然在催化与吸附方面具有重要的应用前景，但由于材料是粉末颗粒状的，限制了其催化、分离的使用范围和效率。
表面修饰纳米二氧化硅及其与聚合物的作用
万方数据 万方数据第ｌｏ期束华东等表面修饰纳米二氧化硅及其与聚合物的作用条件，如一ＣＯＯＨ、一ＮｃＯ和一ＣＨｃＨ：０等，以保证修饰的稳定性。
Ｔａｎｇ等ｍ１和Ｄｉｎｇ等汹１在各自的工作中都用油酸修饰纳米ＳｉＯ：，修饰剂以稳定的化学键与纳米颗粒连接，同时油酸上带有的Ｃ—Ｃ又为ＳｉＯ：提供了表面功能化的基团。
此外，乙烯基吡啶协１、丙烯基缩水甘油醚ｍ１和对乙烯基苯磺酰肼Ⅲ１等用作纳米ｓｊ０２表面修饰剂的工作都有报道。
在我们以前的工作中，用六甲基二硅氮烷作为修饰剂合成了具有超强疏水性能的可分散型纳米ＳｉＯ：颗粒，涂层与水的接触角可达１７００，同时在有机溶剂中有良好的分散性，分散在ｃｏ，中溶液的透光率可达９７％以上旧Ｊ。
还有用乙二胺和硬脂酸对纳米ＳｉＯ：颗粒表面双重修饰，这是一种以离子键连接表面修饰剂和纳米颗粒的修饰方式，产物的粒径在２０ｎｍ左右ｍｏ。
此外，我们还利用不同的硅烷偶联剂合成了表面带有不同官能团的可反应性纳米ＳｉＯ，颗粒ｂ“。
目前，我们所开发的上述产品已经在本单位的纳米材料工程技术研究中心实现了规模化生产。
图３为生产的ＤＮＳ．２可分散型纳米ＳｉＯ，的透射电镜形貌，从图中可以看出纳米ＳｉＯ，颗粒粒径均匀，平均约２０ｎｍ，分散优良，以链状或网状存在。
图３ＤＮＳ－２可分散型纳米ｓｉ０２的ＴＥＭ形貌Ｆｉｇ．３ＴＥＭｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅｎｌｌｌｌＯ—Ｓｉ０２２纳米ＳｉＯ：颗粒与聚合物基体的作用方式及其对材料性能的影响聚合物／ＳｉＯ：纳米复合材料能有效地综合利用纳米ｓｉ０２和聚合物材料的各项优越性能，使材料的功能多样化，性能优越化。
纳米ＳｉＯ，与聚合物基体的复合方法主要包括：机械共混法、熔融共混法、溶胶．凝胶法和原位分散聚合法等。
不同的复合方法各有其优点，适用于不同的材料，对纳米颗粒和基体材料的作用方式也有着不同的影响。
在聚合物／ＳｉＯ：纳米复合材料中，纳米颗粒与聚合物基体间作用力的形式和大小对材料的性能会产生较大的影响，提高二者间的作用力是提升材料性能的主要手段。
纳米二氧化硅修饰改性文献总结
纳⽶⼆氧化硅修饰改性⽂献总结⼀、单分散纳⽶⼆氧化硅微球的制备及羧基化改性赵存挺,冯新星,吴芳,陈建勇2009年第11期(40)卷采⽤改进⼯艺条件的St ber法制备纳⽶SiO2微球⽤KH-550硅烷偶联剂和丁⼆酸酐对纳⽶⼆氧化硅表⾯羧基化改性。
结果表明,纳⽶⼆氧化硅表⾯成功接枝了羧基官能团。
2.1主要试剂正硅酸⼄酯(TEOS,AR);⽆⽔⼄醇(AR);氨⽔,含量为25%~28%;去离⼦⽔;硅烷偶联剂KH-550,纯度≥95%;丁⼆酸酐(AR)。
2.2⼆氧化硅微球的制备将⼀定量⽆⽔⼄醇、去离⼦⽔和氨⽔混合磁⼒搅拌约20min成均匀溶液。
将4ml正硅酸⼄酯分散在20ml⽆⽔⼄醇中,磁⼒搅拌约30min混合成均匀溶液。
然后将上⾯两种溶液混合在100ml单⼝烧瓶中,在⼀定温度下恒温磁⼒搅拌5h即⽣成⼆氧化硅微球溶胶。
⼩球经多次醇洗离⼼分离后,即得SiO2⼩球样品。
2.3⼆氧化硅微球表⾯羧基化改性将等摩尔的KH-550和丁⼆酸酐均匀分散在⼀定量的DMF中,⼀定温度下磁⼒搅拌3h后,往该体系中加⼊经过超声分散的约20ml⼆氧化硅的DMF悬浊液,同时加⼊2ml去离⼦⽔。
在相同温度下继续磁⼒搅拌5h后,⽤超⾼速离⼼机分离出纳⽶⼆氧化硅,多次醇洗离⼼分离后,即得到羧基化改性后的纳⽶⼆氧化硅。
改性的纳⽶SiO2标为样品S1,未改性的标为S0。
SiO2表⾯羧基的引⼊不仅提⾼了纳⽶粒⼦与基体的界⾯相容性,更重要的是羧基宽⼴的反应范围和易于离⼦化的特性赋予了纳⽶粒⼦很⾼的反应活性,使之可以⼴泛地应⽤于纳⽶粒⼦⾃组装[5]、⾼分⼦材料改性剂、⽔处理剂、催化剂和蛋⽩质载体、微胶囊包埋等领域[6]⼆、⼆氯⼆甲基硅烷改性纳⽶⼆氧化硅⼯艺研究唐洪波李萌马冰洁精细⽯油化⼯第24卷第6期2007年11⽉以纳⽶⼆氧化硅为原料，⼄醇为溶剂，⼆甲基⼆氯硅烷为改性剂，⽔为改性助剂，较佳⼯艺条件为:⼆甲基⼆氯硅烷⽤量15%，预处理温度120℃，预处理时间50min，回流温度130℃，回流时间50min，⽔⽤量4%。
2024年六甲基二硅烷胺市场需求分析
2024年六甲基二硅烷胺市场需求分析概述本文对六甲基二硅烷胺市场需求进行分析。
首先介绍了六甲基二硅烷胺的基本信息和主要用途，然后对市场需求进行了综合评估，并提出了一些市场需求的预测和发展方向。
六甲基二硅烷胺的基本信息六甲基二硅烷胺（Hexamethyldisilazane，简称HMDS）是一种有机硅化合物，化学式为（CH3）3SiNHSi（CH3）3。
它具有低表面张力、低粘度和良好的稳定性等特点，被广泛应用于化学、电子、医药等领域。
六甲基二硅烷胺的主要用途六甲基二硅烷胺在市场上有多种用途，主要包括以下几个方面：1.硅胶表面活化剂：六甲基二硅烷胺可以作为硅胶表面活化剂，增强硅胶的吸附性能和催化活性，提高硅胶的使用效果。
2.半导体制造：六甲基二硅烷胺作为半导体制造过程中的涂覆材料，可以提高光刻胶的附着力、减小残留物含量，提高芯片加工的质量。
3.有机合成：六甲基二硅烷胺作为有机合成的中间体，在有机合成反应中可以起到去水、分离产物和保护基团等作用。
4.医药领域：六甲基二硅烷胺可以作为药物的辅助剂，改善药物的吸收性能和稳定性，并提高药物的疗效。
市场需求综合评估根据对市场调研和相关数据的分析，可以得出以下对六甲基二硅烷胺市场需求的综合评估：1.不断增长的化学需求：随着化学行业的不断发展，对六甲基二硅烷胺的需求也在不断增长。
化学行业对于表面活性剂和催化剂的需求促进了六甲基二硅烷胺市场的发展。
2.电子行业的快速发展：随着电子行业的快速发展，对六甲基二硅烷胺的需求也在不断增加。
六甲基二硅烷胺在半导体制造和涂覆材料领域的应用前景广阔。
3.医药行业的广泛应用：六甲基二硅烷胺在医药领域的应用也在不断扩大。
其在药物辅助剂中的作用得到越来越多的认可，预计医药行业对六甲基二硅烷胺的需求将持续增长。
4.环境友好的特性：六甲基二硅烷胺具有良好的环境友好性，受到越来越多环保意识的关注。
未来，随着环保要求的提高，对六甲基二硅烷胺的需求将会增加。
KH550_修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响
表面技术第53卷第9期KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响李国涛，何强*，许泽华，张磊，陈勇刚，杜治材（中国民用航空飞行学院 民航安全工程学院，四川 广汉 618307）摘要：目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石（Mullite）（Al2O3-SiO2体系）作为添加剂，对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。
方法用硅烷偶联剂（KH550）对纳米Mullite表面进行修饰，分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。
采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响，利用扫描电子显微镜（SEM）和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌，通过X射线能量色散能谱仪（EDS）分析磨损表面的元素分布，使用X射线光电子能谱（XPS）分析磨损表面润滑膜的元素价态，探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。
结果经过修饰后，纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优，摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。
通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现，KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度，修复磨损表面。
KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点，首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面，在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成；其次，KH-mullite能够进入润滑膜中，将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。
结论Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用，经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。
关键词：莫来石；纳米添加剂；KH550；聚脲润滑脂；摩擦学性能；磨损机制中图分类号：TH117.1 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)09-0158-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.09.015Effect of KH550 Modified Nano-mullite on TribologicalProperties of Polyurea GreaseLI Guotao, HE Qiang*, XU Zehua, ZHANG Lei, CHEN Yonggang, DU Zhicai(College of Civil Aviation Safety Engineering, Civil Aviation Flight University ofChina, Sichuan Guanghan 618307, China)ABSTRACT: As a traditional lubricant medium, lubricating grease effectively reduces the friction and wear of mechanical equipment during operation. Polyurea lubricating grease is highly favored due to its good thermal stability, oxidative stability, and corrosion resistance. With the rapid development of modern industries, people's requirements for the performance of lubricating grease are becoming increasingly demanding. Adding nanoparticles to lubricating grease is a feasible solution to improve its lubricating performance. However, nano oxides tend to agglomerate due to their small volume and large specific收稿日期：2023-05-02；修订日期：2023-10-30Received：2023-05-02；Revised：2023-10-30引文格式：李国涛, 何强, 许泽华, 等. KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(9): 158-166.LI Guotao, HE Qiang, XU Zehua, et al. Effect of KH550 Modified Nano-mullite on Tribological Properties of Polyurea Grease[J]. Surface Technology, 2024, 53(9): 158-166.*通信作者（Corresponding author）第53卷第9期李国涛，等：KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响·159·surface area. The currently used method is to modify the surface of nanoparticles to improve their dispersibility. Therefore, this study chose to investigate the effect of KH550-modified mullite (Al2O3-SiO2 system) on the frictional properties of polyurea lubricating grease.In this study, the silica coupling agent (KH550) was used to modify the surface of nano-mullite, and polyurea lubricating grease containing 0.03% nano-mullite and KH-mullite were prepared, respectively. The frictional properties of polyurea lubricating grease with nano-mullite and KH-mullite as additives were evaluated with a four-ball friction tester (MRS-10D).GCr15 steel balls were used as the friction pairs in the test, and a composite grease with a mass of 10 g was used each time. The test duration was 60 minutes. The surface morphology of the worn surface was observed with a scanning electron microscope (SEM) and a three-dimensional surface profiler. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was used to analyze the element content of the worn surface and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to analyze the valence states of the elements in the lubricating film on the worn surface to explore the mechanism of mullite and KH-mullite in polyurea lubricating grease.The results showed that mullite, as an additive, could effectively improve the frictional properties of polyurea lubricating grease. Compared with that before modification, the nano-KH-mullite after modification showed better anti-wear and friction-reducing properties in polyurea lubricating grease, with a decrease in friction coefficient and wear scar diameter of22.4% and 15.6%, respectively. Observations were made on the worn surface using SEM and a 3D surface profilometer, and itwas found that after the addition of molybdenum disulfide lubricant, there were few wide and deep furrows on the worn surface, indicating the presence of abrasive wear. In contrast, the wear surface lubricated with KH-mullite was smoother, and the surface roughness was improved, indicating the presence of polished wear.EDS analysis revealed that, compared with the worn surface lubricated with mullite, the worn surface lubricated with KH-mullite had an increased oxygen element content, indicating that KH-mullite could deposit a large amount on the frictional surface to provide a friction repair effect. XPS element analysis showed that KH-mullite had good compatibility with polyurea lubricating grease, and could carry the stress between the friction pairs in the lubricating film while moving along the surface, transforming the sliding friction into rolling friction and thereby improving the frictional performance of the polyurea lubricating grease. Therefore, it can be concluded that both mullite and KH-mullite can improve the lubricating performance of polyurea grease, but KH-mullite modified with silane coupling agent exhibits superior anti-friction and anti-wear properties.KEY WORDS: mullite; nano-additives; KH550; polyurea grease; tribological properties; wear mechanism摩擦磨损广泛存在于自然界中，它会降低能源的有效利用率[1-2]。
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2 结果与讨论
2. 1 改性前后的二氧化硅粒子在水和石蜡中的
溶解性能比较
各取 0. 10 g 样品溶 于不 同溶 剂中 搅拌 10 m in, 静置后观察结果见表 1。
从表 1中可以看出, 改性后二氧化硅的疏水
性、亲油性得到了很好的改善。
表 1 溶解性能的比较
将经表面改性处理过的纳米二氧化硅 0. 10 g 与 10 mL 液体石蜡混合; 超声分散 30 m in, 冷却, 用乌氏粘度计测定其在一定温度下的粘度。已知 液体试样的粘度与试样在粘度计中的流动时间成 正比, 因而本实验中采用测定不同试样的流动时 间, 来进行它们的粘度比较。
图 3 改性纳 米二氧化硅 图 4 纳米二氧化硅
图 6 改性后 的二氧化硅红外光谱图
ｍｉｎ，偶联剂温度为 60 e , 在此条件下, 研究不同 反应温度对改性效果的影响, 其效果用改性试样 在石蜡中的流动时间表示, 结果见图 7。
图 7 反应温 度与流动时间关系曲线
从图 7可以看出, 随着反应温度的升高, 改性 效果也越来越好。但当温度达到 250 e 后, 温度 上升对改性效果的影响变得不明显。这可能是因 为在 250 e 以前时, 二氧化硅表面的羟基大部分 已经活化, 此时反应很快, 温度影响明显, 随着温 度的升高, 反应虽仍在进行, 但其速度的提高已十 分缓慢。 2. 5 反应时间对改性效果的影响
3 结论
( 1)用本实验的改性工艺对二氧化硅表面进 行改性, 改性后的试样与有机溶剂的相溶性明显 增强, 疏水性良好。
( 2)通过改性, 使纳米二氧化硅的团聚现象 得到了很好的改善。
( 3)改性时间越长, 改性效果越好, 45 m in后 反应时间的增长, 对改性效果影响不大。在实验 温度范围 200~ 350 e 内, 随着反应温度的升高, 改性效果增强, 反应温度达到 250 e 后, 温度的升 高对改性效果影响不大。
试样 原样 改性样 原样 改性样
溶剂 水 水
石蜡 石蜡
溶解性能
完全沉入水中, 以颗粒状存在 颗粒漂浮在水面, 没有沉淀
完全沉入石蜡中, 以颗粒状存在 溶于石蜡, 溶液呈透明均一状
2. 2 改性前后的二氧化硅粒子的外观形貌比较
经过改性后的纳米二氧化硅与未改性的纳米
二氧化硅比较, 可以看出改性样比较白, 且有较好 的流动性。TEM 照片如图 3和图 4所示。
参考文献
[ 1] 谢海安, 戴宏程. 超微细二氧化硅的改性研究 及其 应用 [ J]. 湖北化工, 2001, ( 5): 23) 251
[ 2] 于欣伟, 陈姚. 白 炭黑 的表面 改性 技术 [ J]. 广 州 大学学报 (自然科学版 ), 2002, 6: 12) 161
[ 3] 杨海堃, 孙亚君. 气相法白炭黑的表面改性 [ J] . 有 机硅材料, 1999, ( 5): 15) 181
( Co llege o f Chem ica l Eng ineer ing, R esources and Env irom ent, W uhan U niversity of Sc ience and T echno logy, W uhan 430081, China)
A bstract: S ilicon d iox ide w asm odified w ith hexam ethy ldisilazane ( HMDS) in a fixed bed reactor and nitrogen gas w as used for protect ion. The e ffect of the surface m odificat ion o f silicon d iox ide was character ized by the m ob ility and soakage capab ility o f pow der in liqu id w ax, TEM, FT IR, etc. , and then discussed separately from the perspectives o f reaction temperature, reaction t im e, and HMDS tem perature ( for contro lling partial pressu re). K ey words: nanopartic le; silicon diox ide; surface modificat ion; HMDS
( 上海实验电炉厂产品 ) 、SKY-1型电炉温度控制 器 (武汉方正实验仪器设备有限公司产品 )、85-1 型恒温磁力 搅拌器 ( 国 华电器 有限公 司产品 ) 、 H itach iH-600型透射电子显微镜 ( 日本日立公司 产品 ) 、XL30 型扫描电子显微镜 ( Ph ilips公司产 品 ) 和 EQU INOX 55 型红外光谱仪 ( Bruker 公司 产品 ) 。
图 2 实验流程图
1. 4 改性原理 六甲基二硅胺烷在二氧化硅表面水解, 取代
表面羟基, 化学反应方程式如下 [ 5] :
2 S i OH + ( CH3 ) 3 S i NH S i( CH 3 ) 3 →
H
2 S i O ) S i( CH 3 ) 3 + NH 3↑
1. 5 改性效果评价 ( 1) TEM 分析。将样品于乙醇中超声分散,
33
( 2)试剂: 纳米二氧化硅 (华东理工大学产 品 )、六甲 基二硅胺烷 ( CP )、液体石蜡 ( CP ) 、N2 ( 纯度大于 99% ) 、实验用水为二次蒸馏水。 1. 2 实验装置
实验装置如图 1所示。
图 1 实验装置图 1) 氮气瓶; 2) 干燥塔; 3, 8) 管式炉; 4) 变压器; 5) 加热器; 6) 油浴槽; 7) HM D S; 9) 控温仪; 10) 洗气瓶
接连在气相法白炭黑生产装置脱酸工序之后, 既 经济又实用, 克服了湿法存在的产品分离、提纯困 难、成本高、污染严重等弊端。国内现在对干法改 性的报道较少, 改性技术相对落后, 所以对干法改 性的研究具有重要的意义。
1 实验部分
1. 1 仪器与试剂 ( 1) 仪 器: SK2-1-10H 型 回转 式管式 电阻炉
(武汉科技大学应用化学研究所, 湖北 武汉, 430081)
摘要: 采用干法改性工艺, 以六甲基二硅胺烷 ( HM DS)为 改性剂, 氮气 为保护 气, 对 纳米二 氧化硅 表面进 行改 性, 并分别讨论了反应温度、反应时间等因素对改性效果 的影响。采用 粉体在液 体石蜡中的 流动性、浸润性、 透射电镜、红外光谱分析等手段 表征二氧化硅的改性效果。 关键词: 纳米粒子; 二氧化硅; 表面改性; 六甲基二硅胺烷 中图分类号: TQ 314. 24+ 6 文献标志码: A 文章编号: 1672- 3090( 2005) 01- 0032- 03
[ 4] 伍林, 曹淑超, 易德 莲, 等. 六 甲基二 硅胺烷 对纳 米二氧化 硅表 面改 性 的研 究 [ J] . 中 国粉 体 技术, 2004, 10( 10): 116) 118.
[ 5] 范牛奔, 钱翼 清, 孟海 兵. TD I改性 纳米 Si02表 面 [ J]. 南京化工大学学报, 2001, 23( 3): 10) 13.
滴于铜网上, 采用日本日立公司 H itachi H-600型 透射电子显微镜对颗粒表面处理前后的形貌进行 分析。
( 2) 红外光谱 ( IR ) 。样 品 IR 的测定用 KBr 压片, 中速扫描, 利用红外谱图上的特征频率, 判 断改性的效果。
( 3)粘度测定 [ 6] 。纳米二氧化硅与有机溶剂 相溶性用粘度来度量, 相容性好时, 其相对运动产 生的摩擦力就小, 粘度就小; 否则, 粘度就大。
试样 ( @ 105 )
原样 ( @ 105 )
从图 3、图 4可以看出, 改性后的纳米二氧化
硅颗粒明显, 粒径分布均匀; 而未经改性的颗粒团
聚现象严重, 这主要是其表面富含的羟基, 在氢键 的作用下, 颗 粒间形成接枝 现象 [ 7] 。实 验表明, 纳米二氧化硅经过六甲基二硅胺烷表面处理后,
其团聚现象得到明显的改善, 这说明, 二氧化硅表
纳米二氧化硅是指特征维度尺寸在纳米级的
二氧化硅粒子, 这种特殊的表面结构和形态使其 具备许多奇异的性能, 在塑料、橡胶、纤维、涂料、 生物技术等领域有着广泛的用途。然而, 由于未 改性的纳米二氧化硅呈亲水性, 在有机相中难以 分散, 且表面能大, 易于团聚, 使得纳米二氧化硅 的应用受到了一定的限制, 因此, 有必要对纳米二 氧化硅表面进行改性, 提高其在聚合物基体中的 分散性和相容性, 以拓宽其应用范围。纳米二氧 化硅改性技术一直 是国内外相关 领域的热门课 题 [ 1, 2] 。常用的改 性工艺有 [ 3, 4] : 粉体 与改性剂 一起加热使改性剂沸腾回流的回流法 ( 湿法 ) ; 干 燥的粉体与有机物蒸气接触并反应的蒸气法 ( 干 法 ); 在高压釜中进行高 温高压反应的压热反应 法等。早期的改性工艺多采用湿法, 但随着超微 细粒子流化态技术的发展, 干法改性装置可以直
首先控制活化温度为 250 e , 偶联剂温度为
图 8 反应时 间与流动时间关系曲线
60 e , 反应温度 250 e , 在此条件下, 研究不同反 应时间对改性效果的影响, 其效果用改性试样在 石蜡中的流动时间表示, 结果见图 8。
从图 8中可以看出, 在反应初的很短时间内, 反应速度较快; 随着反应的进行, 速度趋于缓慢。 分析其原因认为, 反应开始时, 二氧化硅表面的羟 基与有机物蒸气的接触机会多; 随着反应的进行, 大量 的 HMDS 的 水 解 产 物 三 甲 基 硅 基 [ ) Si ( CH3 ) 3 ]在二氧化硅表面形成伞状结构 [ 8 ] , 将其 附近的表面覆盖, 阻止有机物蒸气与部分表面结 合, 所以 45 m in后, 反应速度变慢。