油酸改性二氧化硅及其在聚合物改性中的应用文献综述

 2022-07-26 02:07

毕业设计文献综述

摘要:二氧化硅拥有许多独特的特性,在对复合材料的改性上有着重要作用,近年来对二氧化硅改性的研究有了许多进展。简略介绍了二氧化硅改性的发展和研究进展以及在各领域的应用,并重点研究油酸对二氧化硅的改性及在聚合物改性中的应用。

关键词:纳米二氧化硅;表面改性;偶联剂;表面活性剂

Abstract:Nano-silica has many unique characteristics and has many important use on the modification of composite materials. In recent years, there has been a lot of progress in the study of silicon dioxide modification. The development and research progress of silica modification and its application in various fields are briefly introduced, and the modification and application of oleic acid in polymer modification are mainly studied.

Key words:nano-silica;surface modification;coupling agent;surfactant

二氧化硅广泛存在于自然界中,约占地壳质量的12%,其存在形式有结晶态和无定形态两种。二氧化硅用途广泛,在生物、医药、化工、材料、建筑、电子、能源等方面都有重要的应用。在实际应用中,通常要对二氧化硅进行改性,其中主要是对纳米二氧化硅的改性。

在纳米材料的研究方面,我国的起步较晚,直到“863计划”将“纳米材料”列入重点研究课题,这方面的研究进展才开始发展,并迅速取得了重大的成果。1999年底,中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作,成功地开发出了纳米二氧化硅,从此我国成为继美、日、英、德之后,第五个能批量生产此产品的国家。

  1. 纳米二氧化硅的改性

纳米二氧化硅作为目前世界上大规模工业化生产的产量最高的一种纳米粉体材料,由于其特殊的微粒表面层结构和电子能级结构,使其具有其他粒子不具有的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面效应,在光学性能、力学性能、敏感特性和表面界面性能等方面有着独特的特点。纳米二氧化硅对紫外线反射率高达70%~80%,添加进高分子材料后可达到抗紫外线老化的目的;纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子效应使其产生渗透作用,可以深入到高分子聚合物的不饱和键位置,与附近电子云发生作用,改善高分子材料的热学性能、光学性能和化学稳定性能,以此提高抗老化性和耐腐蚀性。但是由于纳米二氧化硅粒径小,表面富含羟基,表面活性高,纳米粒子相互之间容易发生团聚现象,在有机基体中的分散性较差,导致与之复合的材料的拉伸、冲击强度等性能有所降低。纳米作用能是纳米粒子易产生团聚的内在因素[1],要提升复合材料的性能,就要得到分散性好、粒径小的纳米粒子,就必须削弱纳米作用能。同时二氧化硅表面含有大量羟基,使得二氧化硅亲水疏油,与有机介质的相容性差,在有机介质中很难均匀分散,故无法直接填充使用。因此,在实际使用过程中,一般要对纳米二氧化硅表面进行改性。

纳米二氧化硅的表面改性分为物理改性和化学改性。物理改性包含辐射处理、超声处理和等离子体处理。

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