304不锈钢表面复合硅烷膜的制备及其耐蚀性能

本文利用1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)两种硅烷自组装修饰304不锈钢表面,制备BTSE、FDTS硅烷膜和BTSE-FDTS复合硅烷膜。通过原子力显微镜(AFM)、X线能谱分析(EDS)和静态接触角(WCA)对样品进行表征。实验表明:与单层BTSE和FDTS硅烷膜相比,BTSE-FDTS复合硅烷膜厚度更大(平均厚度为30 nm),F元素分布均匀且更致密,疏水性更强,静态接触角达到120°。极化曲线和加速腐蚀试验表明BTSE-FDTS复合硅烷膜的抗腐蚀性能优于单层硅烷膜和未修饰的不锈钢。与未修饰的不锈钢相比,复合硅烷膜的缓蚀效率达到84.2%,腐蚀损失率减少72.8%。     

煅烧高岭土表面有机改性及在有机溶剂中的分散性能

利用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)以及十二胺和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPS)制备的改性剂对煅烧高岭土表面进行化学改性,并通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(TGA)、静态接触角(CA)、透射电子显微镜(TEM)等对样品进行表征。结果表明:VTEOS在煅烧高岭土颗粒表面成功进行硅烷化反应,十二胺与GPS合成的改性剂对硅烷化的改性颗粒随之实现化学接枝;VTEOS用量对最终改性产物的接枝量及亲疏水性能有直接影响;随着VTEOS用量的增加,终产物表面接枝的改性剂基团也逐渐增多,最大热烧失量约为14.31%;但是颗粒疏水性未持续增强,接触角最大值约为147°,最小值约为127°;VTEOS与高岭土质量相当时制备的最终改性产物在不同极性有机溶剂如乙醇、丙酮、二甲苯和环己烷中都能均一分散,未出现明显的团聚现象,平均粒径分别为1.08、1.71、1.34及1.85μm。     

硅烷偶联剂改性超细TiO2的研究

以乙醇为溶剂,借助超声作用,分别用硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基（DL-151）,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）,γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基（KH-570）,N-（γ-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-792）对超细TiO2进行表面改性．改性后的超细TiO2分别进行红外光谱检测和沉降性实验,比较了各硅烷偶联剂改性后TiO2在不同极性溶剂中的分散性．沉降性实验结果表明,KH-792改性的TiO2在强极性溶剂有较好的分散性,而KH-560、KH-570改性的TiO2在弱极性溶剂中则有较好的分散性。     

硅烷自组装单分子层生长条件的优化

对长碳链硅烷在玻璃片表面自组装形成单分子层膜进行研究。以甲苯为溶剂,使辛烷基三乙氧基硅烷(OTES)、十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)、3-胺丙基三乙氧基硅烷(APTES)和十八烷基三氯硅烷(OTS)在玻璃表面进行生长,考察反应时间、反应浓度和可水解基团对自组装单分子层膜的影响。用接触角仪和全反射红外光谱仪(FT-IR)对单分子膜进行表征。结果表明:带有—Cl水解基团的OTS最易生长,而带有乙氧基离去基团的OTES比带有甲氧基的DTMS容易反应。在24℃时,1 mmol/L OTES反应20 min自组装单分子层膜生长很好,并且表面比较规整均一。     

γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成

以甲基二氯硅烷（DCMS）和乙醇为原料,醇解制得中间体甲基二乙氧基硅烷,然后在Pt—C12H24Si4O4配合物催化剂（简称催化剂）的作用下,和烯丙基缩水甘油醚（AGE）进行硅氢加成反应制得γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷．考察了反应温度、滴加速度、以及溶剂对中间体甲基二乙氧基硅烷收率的影响;采用气相色谱-质谱（GC—MS）法对γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的结构进行了表征,并考察了原料配比、反应温度、催化剂用量等条件对其收率的影响,得出了一个最佳反应条件．     

超疏水涂膜的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以KH550(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)开环改性的双酚A型环氧树脂为原料合成环氧树脂溶胶颗粒,利用含氢硅油(PMHS)对其表面进行疏水改性,通过涂覆的方式在基底表面成功制备超疏水涂膜。研究了含氢硅油、氨水、反应时间对涂膜疏水性能的影响,确定了制备涂膜的最佳工艺条件,探讨了涂膜在热处理和酸碱条件下疏水性能变化规律。结果表明:当PMHS用量为1 mL、氨水用量为8 mL、反应时间为6 h时,所制备的涂膜疏水性能最佳,接触角为156°;热处理温度达到300℃后,涂膜仍具有良好的疏水性能,其接触角为147.6°;强酸、强碱和NaCl溶液中涂膜也能够保持长时间的超疏水性能;形貌分析观察到涂膜具有微纳米双层结构。     

有机硅改性水性环氧固化剂固化行为及固化膜热性能

用三乙烯四胺与环氧树脂在丙二醇甲醚中反应制得环氧树脂-三乙烯四胺加成物,经脂肪族缩水甘油醚/γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对加成物封端,加酸中和及加水分散制得水性环氧固化剂,用傅立叶红外对聚合产物进行结构表征,研究了有机硅烷用量对固化剂的固化行为及固化膜热性能的影响.结果表明:GPTMS的加入使固化剂的固化起始温度及固化反应表观活化能降低,固化反应速率增加,固化膜的热稳定性提高.GPTMS的摩尔分数控制在3%~5%为宜.     

不同疏水基固体酸SBA-15-SO_3H的合成及催化乙酸正丁酯研究

以123为模板剂,TEOS为主要硅源,3-巯丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、N-十六烷基三乙氧基硅烷为有机硅源,采用直接法制备不同疏水基(甲基、辛基、十六烷基)固体酸,改变TEOS预水解时间,考察样品对乙酸正丁酯酯化反应的影响.采用XRD、FT-IR和N_2吸附-脱附等手段对样品进行表征.结果表明:随着疏水基有机硅烷链的增长,样品疏水性的增强,酯化率增大;TEOS预水解时间为180min时,样品的酯化率有所提高,最高可达88.23%.     

石墨烯掺杂环氧复合涂层的制备及防腐性能的研究

 通过简单的化学反应，将3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝在氧化石墨烯上，制备成复合材料（GO-APTES与GO-GPTES）。2种表面改性剂使氧化石墨烯更易于与环氧-胺树脂产生化学键。通过微观电镜以及可见-近红外全波段透过率测试实验，发现改性剂作用后的氧化石墨烯能均匀分散在树脂体系中。相比较于纯的环氧-胺树脂涂层，GO-APTES/Resin涂层的蒸汽透过率降低30%，形成“迷宫效应”，对水蒸气具有良好的阻隔效果。通过 Bode和 Nyquist图谱研究了复合涂层的防腐机理。添加改性氧化石墨烯后的涂层对腐蚀介质的屏蔽性增强，腐蚀介质穿透涂层的能力降低，因此在涂层与金属的界面处改性氧化石墨烯分散的树脂涂层能够更好的附着，电化学腐蚀的面积更小，表现出更优秀的腐蚀防护性。中性盐雾实验表明，经过7000 h，涂层表面无起泡，无脱落。     

铝合金表面构建超疏水性的化学改性机理

系统研究了刻蚀一化学改性两步法中的蒸镀改性工艺对铝合金表面形貌和润湿性的影响,提出了刻蚀与化学改性同时进行的一步浸泡法制备超疏水铝合金.结果表明,两步法蒸镀改性工艺中,硬脂酸端部的极性亲水羧基与铝合金表面羟基以共价键结合,从而在铝合金表面形成一层硬脂酸膜,使铝合金实现低表面能化,水滴在其表面处于Cassie状态,接触角...     

特殊润湿性镍网的制备及其油水分离性能

采用水热合成法在镍网基体表面制备出绒毛状碱式碳酸钴(CoOC),该表面水的接触角为0°,而水下油的接触角为158.1°,表现出优异的超亲水/水下超疏油性能;再经十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)修饰降低其表面自由能,获得了超疏水性能,水在其表面的接触角为157.2°.设计了一套可连续的油水分离器,将上述两种具有相反润湿性能的镍网应用于油水混合物的分离,表现出较高的油水分离效率和较大的通量,并克服了以往工作分离效率低、处理量小等缺点;修饰后CoOC/HDTMS镍网表面的Si—O键具有较高的键能,其耐热性能得到了很大的改善,这为较高温度下含油废水的分离提供了一个新思路。     

氧化还原法刻蚀制备铜基超疏水表面

通过三氯化铁和铜的氧化还原反应,在铜基材料上制备了具有一定粗糙度的微结构表面。该表面使用月桂酸进行表面处理后,表现出优异的超疏水性能。水在该表面上的接触角可达161.6°。表面微结构和超疏水性能受刻蚀时间的影响较大。随着刻蚀时间的增加,表面上的微粗糙结构开始逐渐形成并增大,此过程对应的水的接触角不断增加,到一定程度后,逐渐趋于稳定。进一步考察了刻蚀剂的浓度、修饰剂的种类、浓度和时间等条件对于该表面超疏水性能的影响。结果表明,反应和修饰条件对铜表面的表面润湿性能具有明显的影响。     

环氧基硅烷改性磁性纳米粒子的制备与表征

以FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O和NH3· H2O为原料,采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对其进行表面修饰,制得有机硅改性的Fe3O4磁性颗粒.通过FTIR、TEM、TGA、VSM等分析手段对其结构和性能进行了研究,分析了反应的最佳条件.结果表明,反应最佳条件为:反应温度60℃,反应时间3h,硅烷加入量为0.5 mL,pH值为5-6,反应溶剂乙醇与水的体积比为3∶1.并且KH-560修饰后的磁性颗粒在无水乙醇中表现出了良好的分散性,室温下表现出超顺磁性,比饱和磁化强度为42.2 emu·g-1.     

杂化硅溶胶/有机硅低聚物复合透明超疏水涂层的制备及性能

以气相纳米二氧化硅、正硅酸乙酯(TEOS)和六甲基二硅氮烷(HMDS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备杂化硅溶胶,将 γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和烷基硅氧烷制备的有机硅低聚物与杂化硅溶胶复合得到透明超疏水涂层,研究了气相纳米二氧化硅 、HMDS和KH560用量以及烷基硅氧烷种类对复合涂层性能的影...     

原位反应合成聚酯/纳米氧化锌复合材料

以己二酸和一缩二乙二醇按摩尔比为1.1缩聚，合成端羧基聚己二酸一缩二乙二醇酯（PDA），再将其与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)反应，得到硅氧烷基化的聚合物（PDA-Si）。将PDA-Si与锌乙醇盐水解和固化交联，形成聚酯/纳米氧化锌复合材料。探讨了温度、含水量等因素对氧化锌形成的影响，并用红外光谱、透射电镜对该复合体系进行了表征。结果表明，该复合材料中形成了氧化锌纳米颗粒，但分散性有待于通过优化有机相体系进一步改进。     

MCM-41介孔分子筛的修饰与表征

分别以γ—氨基丙基三乙氧基奎烷（γ-aminopropyltriethoxy silane,NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,APTES和γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷（γ-glycidoxypropyltrimethoxy silane,CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,GPTES）为偶联剂，成功地将氨基和醚基官能团搂枝于MCM-41介孔分子筛孔道中，制备了无机-有机复合介孔材料NH2（CH2）3-MCM-41和CH2OCHCH2O（CH2）3-MCM-41。用XRD、N2吸附-脱附、元素分析和FT-IR对复合材料进行了表征。结果表明，氨基和醚基有机基团不仅进入了MCM-41孔道，修饰了孔壁，而且使MCM-41保持了有序的孔道结构。     

γ-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜的制备及其防腐蚀性能

采用自组装的方法在铜片表面制备了γ-巯基丙基三甲氧基硅烷的单分子膜,并利用金相显微镜及粗糙度测定仪观察自组装分子膜的表面形貌,利用电化学工作站评价了自组装分子膜对铜片的缓蚀性能。结果表明：自组装分子膜对铜片具有一定的修饰作用,修饰效果与时间呈正相关;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜对铜片具有一定的缓蚀性能,其缓蚀性能与...     

MPTS/MPTES复合自组装薄膜的制备及摩擦磨损特性分析

采用分子自组装技术,在单晶硅表面制备3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTES)薄膜以及MPTS/MPTES复合自组装薄膜,利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及接触角测定仪对MPTS/MPTES复合薄膜的结构进行分析,并采用DF PM型动/静摩擦系数精密测定仪评价其摩擦磨损性能.结果表明,与MPTS薄膜和MPTES薄膜相比,MPTS/MPTES复合薄膜具有优异的疏水性和摩擦磨损性能,其原因在于MPTS/MPTES复合薄膜的分子体积较大并具有可移动性和特殊的柔韧性,其基底附近呈现出类似于固体紧密排列的结构并具有一定的刚性和承载能力.     

γ-环己胺丙基硅烷偶联剂的合成

以甲基二氯硅烷、烯丙基氯和环己胺为原料、经过硅氢化反应、醇解反应和胺化反应合成了γ－环己胺丙基三乙氧基硅烷和甲基、γ－环已胺丙基二甲氧基硅烷．并用元素分析、ＩＲ和１Ｈ－ＮＭＲ对它们作了表征．证实它们是新颖的有机硅偶联剂,可在纺织工业上制作柔软剂．     

二氧化硅／有机蒙脱土复合超疏水涂层的制备及其性能研究

将全氟辛基三乙氧基硅烷（FAs）改性的二氧化硅颗粒与有机蒙脱土（OMMT）混合制成溶胶,采用浸渍提拉法制备具备超疏水性能的复合涂层,研究了二氧化硅／OMMT不同配比对涂层疏水性能的影响。结果表明,复合涂层的静态接触角随二氧化硅／OMMT质量比的增加而增大,滚动角随二氧化硅／OMMT质量比的增加而减小。通过扫描电子显微镜（SEM）观察涂层表面微观结构,发现超疏水涂层表面具有微纳米复合结构,结合FAS改性二氧化硅的低表面能,赋予了复合涂层优良的超疏水性能。