納米二氧化硅的改性方法

         納米二氧化硅為納米材料之一,表面帶有羥基,分散性好,比表面積大,是目前世界上大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)量最高的一種納米粉體材料，廣泛應(yīng)用于電子封裝材料、高分子復(fù)合材料、塑料、涂料、橡膠、顏料、 陶瓷、膠黏劑、玻璃鋼、藥物載體、化妝品及抗菌材料等領(lǐng)域。納米二氧化硅具有極強(qiáng)的紫外和紅外反射特性，添加到涂料中能對(duì)涂料形成屏蔽作用,達(dá)到抗紫外老化和熱老化的目的，增加涂料的隔熱性。

納米二氧化硅具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 同時(shí)增加了涂料的強(qiáng)度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長(zhǎng)久不變。近年來(lái)，納米二氧化硅運(yùn)用于涂料中得到了較快的發(fā)展。 

一、納米二氧化硅的表面改性方法 粉體納米二氧化硅容易團(tuán)聚，直接加入涂料中難以達(dá)到真正意義上的納米級(jí)均勻分散，故需要先進(jìn)行表面改性，提高其分散性，然后與涂料相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)真正納米二氧化硅與涂料的穩(wěn)定結(jié)合。納米粒子表面改性的方法有醇酯化法、 偶聯(lián)劑法、表面活性劑法、接枝聚合法和高能法等。  

1、醇酯化法 是用脂肪醇與納米二氧化硅表面的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫去水分子而納米二氧化硅表面的羥基則被烷氧基取代,反應(yīng)需在高溫高壓下進(jìn)行。

 2、硅烷偶聯(lián)劑法 是納米二氧化硅改性最常用、最傳統(tǒng)的一種改性方法。硅烷偶聯(lián)劑具有雙向反應(yīng)功能的化學(xué)物質(zhì)，能夠使聚合物與納米二氧化硅的結(jié)合界面成為化學(xué)鍵結(jié)合，顯著提高了納米二氧化硅的補(bǔ)強(qiáng)性能。 

3，聚合物接枝改性法 是指有機(jī)單體在納米二氧化硅的表面進(jìn)行單體聚合的反應(yīng)。首先表面活性劑與納米二氧化硅表面羥基發(fā)生作用；其次加入溶劑化的有機(jī)單體；然后單體以表面活性劑為起點(diǎn)發(fā)生原位聚合接枝到納米二氧化硅表面上。  

4，表面活性劑法 表面活性劑法改性納米二氧化硅有2種方式：一種是物理吸附法；一種是化學(xué)反應(yīng)法，即表面活性劑中的反應(yīng)基團(tuán)與二氧化硅粒子表面活性基團(tuán)反應(yīng)，形成了新的化學(xué)鍵，從而達(dá)到對(duì)納米粒子表面修飾和改性的目的。  

5、同步改性法 又稱(chēng)原位改性,即在溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅的過(guò)程中加入了有機(jī)改性劑，或是制備溶膠時(shí)直接加入需要改性的有機(jī)體系中，此時(shí)生成的納米粒子粒徑小,表面能極強(qiáng),促使納米粒子與有機(jī)體系中的有機(jī)鏈相結(jié)合。 

6、高能改性方法 是利用微波、等離子體等對(duì)納米二氧化硅表面進(jìn)行改性?？梢允够瘜W(xué)法難以引發(fā)的結(jié)合羥基產(chǎn)生了具有引發(fā)活性的活性基團(tuán)，進(jìn)而促使改性劑在其表面反應(yīng)。