硅烷偶联剂的应用.doc

硅烷偶联剂在新材料中的应用研究胡登平 08080323 南京师范大学化学与材料科学学院应用化学专业摘要: 硅烷偶联剂由于其独特的结构,越来越受到人们的喜欢,在硅烷偶联剂产生到应用已经有很多年了, 随着新材料的研究成为热门,硅烷偶联剂在其中扮演着十分重要角色,本文简单简单介绍一下硅烷偶联剂在新材料中的应用研究,具体的是偶联剂在光材料,纳米材料,复合材料,电化学材料,烤瓷中的应用。关键字: : 硅烷偶联剂是一类具有特征结构的有机硅化合物, 可以表示为: Y-R-SiX 3: 表达式中的 Y 表示可以与有机物起反应的基团, 比如乙烯基, 苯基, 氨基等,R 是短链烷撑基, 通过它把 Y和 SiX 3 连接起来, X 是可以水解生成 Si-OH 的基团,可以使卤素,乙酰基等。可以形象地表示成:无机材料- 分子桥- 有机材料。硅烷偶联剂的作用机理有五种理论: 化学键理论, 表面浸润理论, 变形层理论, 拘束层理论和可逆水解键理论。二,硅烷偶联剂在新材料中的应用研究: 硅烷偶联剂的应用面极广, 可以处理有机材料, 也可以处理无机材料。通过硅烷偶联剂的处理后材料的某些性能会得到显著提高。以下介绍几种硅烷偶联剂的在新材料中的具体应用研究。 1. 硅烷偶联剂在光材料中的应用研究: 西安交大重点研究了硅烷偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析,他们重点研究了添加不同质量分数 w( 硅烷偶联剂)( % - % ) 对铝浆有机载体的表面张力、铝膜表面划痕、起灰、导电性能的影响规律。结果表明:当 w (硅烷偶联剂)为 % 时,有机载体的表面张力可从约 30 mN/m 降低至 mN/m , 提高了铝粉颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用, 从而减少划痕和灰化,进而可使铝电极的接触电阻由 Ω降低至 Ω。[1] 而又有学者将目光对准了玻璃的发光性能,而这种玻璃是硅烷偶联剂改性的芪 3 掺杂铅- 锡- 氟磷酸盐的玻璃,具体的操作是:采用溶有芪 3 的硅烷偶联剂 KBM403 对 SnF2 粉末进行改性, 经改性的 SnF2 粉末有利于提高有机染料芪 3 掺杂的分散性。将含有芪 3 的改性 SnF2 粉末掺入低熔点铅锡氟磷酸盐玻璃, 获得了芪 3 掺杂的有机/ 无机杂化玻璃。这种玻璃有更好的投射性和均匀性。[2] 2. 硅烷偶联剂在纳米级材料及复合材料中应用研究: 复合材料由于其优异的性能, 越来越受到大家的青睐。但是复合材料的固有缺点不能消除。通过利用硅烷偶联剂的加入可以制备性能更佳的复合材料。纳米材料中加入偶联剂后就像增强体一样,可以显著提高材料性能。用硅酸钠制备纳米 SiO2 乳液, 用氯化铵控制粒径大小, 然后与天然胶乳共混共沉制备出 SiO2/NR 复合材料。采用 SEM 对 SiO2 / NR 复合材料断面进行分析, 观察 SiO2 粒子大小和形态, 并对其力学性能进行测试。结果表明, 经过硅烷偶联剂处理的纳米 SiO2 在复合材料中分散均匀, 力学性能较好。[3] 除了无机复合材料, 在纳米氧化锌制备中也加入了硅烷偶联剂, 采用的硅烷偶联剂有 KH550 、 KH 560 、 KH 570 对纳米 ZnO 进行了改性, 研究表明硅烷偶联剂 KH570 改性效果较好。红外光谱、热重