偶联剂改性二氧化硅及其在聚合物改性中的应用

摘要：纳米二氧化硅因具有较大的比表面积和存在表面轻基而具有高反应活性，在橡胶、塑料、粘合剂、涂料等领域得到广泛应用。但纳米二氧化硅的强亲水性导致了其难以在有机相中润湿和分散，限制了其纳米效应的充分发挥，因此必须对其进行表面改性。本文对国内二氧化硅表面改性的发展历史，研究进展，和发展现状做了简单介绍。

关键词：二氧化硅；偶联剂；表面改性；发展现状及前景

Abstract:Nano-silica has high reaction activity due to its large specific surface area and light base, and has been widely used in rubber, plastics, adhesives, coatings and other fields.However, the strong hydrophilicity of nano-silica has resulted in its difficulty in wetting and dispersing in the organic phase, limiting the full play of its effect, so it must be modified on the surface.This paper briefly introduces the development history, research progress and development status of silica surface modification in China.

Key words:nano-silica;coupling agent;surface modificatiom;development prospect

偶联剂又称表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。表面改性技术通过对基体材料表面采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能。它包括化学热处理、表面涂层、激光重熔复合等薄膜镀层（物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予材料耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性，使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

一、研究的目的及意义

不饱和聚酯树脂(UPR)是热固性树脂中用量最大,也是复合材料玻璃钢制品生产中使用最多的树脂。具有轻质、高强、耐腐蚀、电绝缘、可设计性、价格低廉等优点。但固化物硬而脆、冲击性能差、收缩率高达6%一7%,使其应用受到很大限制。因而UPR的改性和增强增韧处理一直受到同行的普遍关注心。但在UPR的改性过程中,很多时候其韧性、强度和刚度无法同时兼顾。近些年来,纳米技术发展迅速,利用刚性纳米粒子改性UPR的研究更是引入瞩目。纳米复合材料具有诸多优异功能,分散相具有庞大的比表面积,与基体问有良好的界面结合,与同相同组成的常规复合材料相比,具有更好的物理力学性能,此外还具有原组分所没有的许多性能。

硅烷偶联剂自上个世纪40年代开始商业化发展，1945年前后由美国联碳和道康宁等公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂；1955年UC公司首次提出了含氨基的硅烷偶联剂；从1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂；20世纪60年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联剂，又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。近几十年来，随着玻璃纤维增强塑料工业的发展，各种偶联剂的研究与开发进一步加快，改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用都是这一时期的主要成果。