二氧化硅顆粒的形貌調(diào)控及有機(jī)化改性.pdf

1、二氧化硅顆粒根據(jù)不同的需要可以制備成不同的形貌,不同的形貌應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。然而,由于二氧化硅粒子自身的局限性,小尺寸、表面活性強(qiáng)、表面親水疏油,使其在有機(jī)介質(zhì)中很難均勻分散,容易團(tuán)聚,大大限制了其應(yīng)用。因此,對(duì) SiO2顆粒進(jìn)行改性,成為了SiO2顆粒能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本論文著重研究不同形貌SiO2顆粒的制備、影響顆粒形成的條件以及對(duì)顆粒進(jìn)行改性,具體進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　1.制備了球形 SiO2顆粒,主要研究了以

2、原硅酸乙酯(TEOS)作為硅源,改變其滴加方式,控制滴加速度對(duì)顆粒粒徑的影響,并用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)顆粒形貌、粒徑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,TEOS滴加速度減慢,顆粒粒徑減小,但是有顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象的出現(xiàn)。其次,用沉淀法制備的納米碳酸鈣作為模板,TEOS作為硅源,制備空心球形SiO2顆粒。通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線能譜儀(EDS)表征,得到了一種簡(jiǎn)單制備空心球形SiO2顆粒的方法。
　　2.采用有機(jī)硅甲基三甲氧基硅烷(

3、MTMS)作為硅源,用無(wú)機(jī)物質(zhì)CaCO3作為調(diào)控物質(zhì),制備了草莓型SiO2粒子,研究了CaCO3的加入對(duì)顆粒形貌的改變,考察了氯化鈣用量的改變、PH值的改變對(duì)顆粒形貌的影響,SEM表征表明納米 CaCO3的加入對(duì)SiO2顆粒的形貌起到了一定的調(diào)控作用。
　　3.采用無(wú)機(jī)硅—水玻璃和有機(jī)硅—MTMS共同為硅源,共同水解,控制水玻璃和MTMS的濃度,制備了纖維狀SiO2顆粒。通過(guò)SEM表征后得到水玻璃與MTMS的濃度改變時(shí)影響了顆粒的

4、形貌,水玻璃濃度降低時(shí),顆粒的纖維狀變粗;并對(duì)合成的顆粒進(jìn)行成膜性能表征,其接觸角的改變證實(shí)了顆粒形貌發(fā)生了變化。
　　4.采用納米CaCO3和甲基樹(shù)脂對(duì)SiO2粒子進(jìn)行復(fù)合改性,首先將納米CaCO3與硅源按不同比例復(fù)合,再用甲酯樹(shù)脂改性,用 SEM測(cè)其表面形貌,表面形貌粗糙;用接觸角測(cè)定儀測(cè)其表面接觸角,結(jié)果顯示,復(fù)合粒子接觸角達(dá)到146.80度,具有超疏水性。
　　5.采用有機(jī)硅對(duì)凹凸棒石黏土(AT)納米纖維在水相中進(jìn)行

5、改性,用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)的懸浮聚合實(shí)驗(yàn)中,研究了 AT作為一種具有纖維狀形貌的硅酸鹽納米纖維,探索將其用作MMA的懸浮聚合唯一的穩(wěn)定劑,而不再用其他聚合穩(wěn)定劑或表面活性劑。懸浮聚合結(jié)果表明,用這種方法可以得到透明的珠狀產(chǎn)品。通過(guò)TEM和傅里葉紅外光譜儀(FTIR)表征,結(jié)果表明在不改變AT的形態(tài)的同時(shí),水解的有機(jī)硅通過(guò)Si-O-Si鍵的構(gòu)建被負(fù)載在AT表面上。單體中AT的量達(dá)到0.36wt％時(shí),即可起到良好的穩(wěn)定作用。通過(guò)對(duì)球