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纳米二氧化硅的制备及表面改性的研究
作者：王维来源：《科技与创新》2014年第09期
摘要：纳米二氧化硅与其他聚合物混合成复合材料后不仅能集合两种材料的性能，还会产生一些复合性能，因此被广泛应用于涂料、黏合剂、塑料和阻燃材料等的生产中。下面将简单介绍一种纳米二氧化硅的制备方法，并将硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂NDZ201应用到纳米二氧化硅的表面改性中，通过实验分析改性结果。
关键词：纳米二氧化硅；硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂；改性效果
中图分类号：TB3831文献标识码：A文章编号：2095－6835（2014）09－0060－02
1纳米二氧化硅的制备
纳米二氧化硅是当前工业生产中产量最高的一种纳米粉体材料，具有优良的光学性能、光催化性能和流变性，同时还具有很强的无机增韧增强功能，因此被广泛应用于复合材料、颜料、陶瓷、黏合剂、化妆品、抗菌颜料等领域。
常用的制备方法有气相法、沉淀法、微乳液法、溶胶凝胶法。气相法要运用到的原材是氧气、氢气和有机卤硅烷，在高温环境下就可以制备出纳米二氧化硅，其化学反应式为：SiCl4＋（
＋2）H2＋（
2＋1）O2＋SiO2′
H2O＋4HCI用这种方法制备出来的纳米二氧化硅纯度高、分散度好、粒径小，但制备过程中会造成严重的资源消耗，成本较高。类似的方法还有有机硅化合物分解法：将有机硅化合物、氢气和空气均匀混合起来，在高温环境下水解，然后利用分离器分离出大的凝集颗粒，最后进行脱酸处理，制备气相纳米二氧化硅。
2表面改性实验
纳米二氧化硅的表面能高，容易聚集成团，很难与有机物充分混合起来，再加上其表面亲水疏油，难以在有机介质中均匀分散，会影响填充效果，因此对其进行表面改性处理是非常必要的。下面就利用硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂NDZ201作为改性剂对二氧化硅进行表面改性处理。
利用硅烷偶联剂KH550改性纳米二氧化硅，具体步骤是：①用电子天平秤取一定量的干燥纳米二氧化硅，往其中加入适量的甲苯，并将其放置到有冷凝管的三口瓶中均匀搅拌，使纳米二氧化硅与甲苯充分混合。②加入适量的硅烷偶联剂KH550，并加热，使其恒温回流一段时间。③抽滤。用无水乙醇洗涤三次，烘干后得到表面改性的纳米二氧化硅。
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利用钛酸酯偶联剂NDZ201改性纳米二氧化硅。先将一定量的纳米二氧化硅放置到烘箱中干燥24h，然后装入三口瓶中，加入甲苯和钛酸酯偶联剂NDZ201，搅拌均匀后加热，加热至指定温度后，进行回流、抽滤、洗涤和干r