分析硅烷偶联剂对纳米TiO2改性及应用的进展

1、分析硅烷偶联剂对纳米TiO2改性及应用的进展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档， 请点击下载按钮下载本文档(有偿下载)，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事 如意！近年来纳米二氧化钛(TiO2)被广泛应用到各个 领域，但是在研究中发现TiO2在应用中会遇到许多 实际问题，比如TiO2最大的问题是在其他物质中的 分散性差，而且容易团聚，降低其使用性能。为了将 TiO2更好的应用在聚丙烯(PP)等材料中，科研工作者 采用多种方法对纳米TiO2进行了改性，提高它在PP 等材料中的分散性，进而提高它的使用性能，延长使 用寿命。1 TiO2的优缺点TiO2具有的紫外线屏蔽和

2、吸收作用、抗老化、光 催化等性能，使其应用于化工产品可以明显地改善产 品的抗紫外和抗老化性能。TiO2粒径的大小影响着 TiO2抗紫外线的机理，反射、散射主要是阻隔紫外线 的中长波，这时TiO2的粒径也较大。而对于长波区 反射、散射不是很明显同粒径较大的TiO2比。与粒 径大的TiO2比较，吸收主要是中波处，反射、散射 对长波影响较小，因为TiO2的粒径比较小。2改性TiO2的方法及应用的研究进展近几年来，向PP等材料里添加纳米无机物质， 并制备PP等纳米复合材料已经引起了许多研究者的 关注，纳米TiO2在制备与后处理、研究及应用领域 等方面都取得了新的进展，但是由于纳米TiO2表面 能太高，

3、很难均匀地分散在聚合物基质中，且无法与 PP等高分子材料有很好的联接，使用一段时间后会发 生纳米TiO2脱离的情况。为了解决这个问题，需要 对纳米TiO2的改性方法进行研究，其中最常用的是 涂覆偶联剂、表面活性剂改性和聚合物改性等方法， 从而改善PP等材料的抗老化性能。硅烷偶联剂改性纳米TiO2硅烷偶联剂KH-560改性纳米TiO2陈宇飞等将TiO2表面用KH-560进行有机化处 理,纳米TiO2的表面接枝后形成化学键，接枝率为。 张大兴等采用KH-560处理TiO2和SiO2，它们的亲 油化度和分散状态通过亲油化度、SEM等测试比较, 结果表明，改性后的粒子分散性得到了提高。硅烷偶联剂KH-

4、570改性纳米TiO2刘楠楠等将纳米TiO2与KH-570反应，再制备纳 米TiO2粒子的核-壳型复合粒子，通过吸水率、拉伸 强度和热重分析测试表明，纳米TiO2可以提高聚合 物的耐水性、耐候性和拉伸强度。逯义等分别用 KH-570和多种钛酸酯偶联剂与纳米TiO2反应，结果 表明，TiO2能均匀分散，相容性也被改善。其他偶联剂改性纳米TiO2Zhao等利用3-氨基丙基二甲氧基硅烷(APTMS) 和3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷(IPTMS)改性纳米 Ti02。Selvin24等和Sabzi等使TiO2表面被氨基丙 基三甲氧基硅烷(APS)改性。Rajajeyaganthan等分别在 含水或不含水

5、的溶剂下采用三甲氧基丙基硅烷偶联处 理TiO2，结果表明，在不含水溶剂中制备的TiO2表 面具有自清洁性能。Motoyuki等为了提高TiO2纳米 粒子的稳定性，先用癸基三甲氧基(DTMS)和苯基三甲 氧基硅烷(PTMS)然后用APTMS对TiO2改性。Carlos 等使用超临界CO2的方法，将纳米TiO2用多种偶联 剂将其进行改性。通过测试表明，溶液分子在颗粒之 间的孔隙中能更好的扩散，具有3个官能团的硅烷比 单个官能团的硅烷具有更好的热稳定性和疏水性。 Bao等采用N-(2-氨基乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷 (AEAPTES)等对TiO2改性，通过离心纺丝溶胶-凝胶 法合成N-Si掺杂的

6、TiO2纤维。Shadpour等将KH-550 与TiO2反应，然后再制备复合膜-聚乙烯醇(PVA)/纳 米Ti02。改性纳米TiO2在PVA分散较好。PVA/TiO2 纳米粒子膜能达到非常好的遮蔽紫外光作用。Pan等 在脱水乙醇中通过原位表面处理的方法制备了十八烷 基三甲氧基硅烷改性纳米TiO2。Tomovska等通过光 引发诱导使(3-异氰基丙基)三乙氧基硅烷改性纳米 TiO2。偶联剂改性纳米TiO2的应用KH-560改性纳米TiO2的应用Li等18制备纳米复合物微球由TiO2表面被 KH-560改性并接枝P(St-DVB)微球获得。Zhang等采 用低温水热法使PET被KH-560带有T

7、iO2物质改性, 结果表明，没有被KH-560包覆的TiO2的纤维比被 KH-560包覆的TiO2的纤维紫外线保护作用明显提 高。 KH-570改性纳米TiO2的应用Xu等将KH-570 与TiO2反应，然后制备TiO2-g-PSt(聚苯乙烯)/PP复 合材料，发现TiO2-g-St提高了 PP的分散性。湛含辉 等通过无皂乳液聚合法合成了聚丙烯酸 (PAA)-g-KH-57O-g-TiO2。熊丽君等用 KH-570 对纳米 TiO2表面进行处理，再与苯乙烯共聚，制备纳米TiO2 表面接枝PS的粒子。Yu等通过原位聚合的方法将苯 乙烯与用KH-570改性的纳米TiO2进行反应，生了 PS/TiO

8、2纳米复合粒子，通过FT-IR、GPC、TGA表 征表明，聚苯乙烯壳在改性纳米TiO2核上，并以化 学键的方式包覆在其表面上，包覆率比较高。Yu等24 将SiO2和氧化铝涂层的TiO2颗粒用KH-570进行改 性，通过自由基共聚合把苯乙烯与颗粒表面具有 KH-570的甲基丙烯酸酯共聚。其他硅烷偶联剂改性纳米TiO2的应用Shao 等25采用硅烷偶联剂WD-10CnH2n+lSi(OCH3)3，n=7-17，WD-2 CHSi(OC2H5)3 和 WD-921CH3Si(OCH3)39等处理 纳米Ti02, WD-20改性后纳米TiO2的分散性最好。Dominique等采用四乙氧基硅烷(TEOS

9、)作为偶联剂改 性纳米TiO2,然后改性丙烯酸涂料，在辐射下比较稳 定。Sabzi等将纳米TiO2表面采用APS改性，然后将 其添加到聚氨酯内。采用DMA技术和拉伸强度来测 定纳米TiO2颗粒涂层的力学性能。通过紫外-可见光 谱分析，来评估纳米TiO2复合涂层的吸光率、透射 率。Li等采用溶胶-凝胶法和硅烷偶联剂改性纳米 TiO2，通过原位本体聚合甲基丙烯酸甲酯制备 TiO2/PMMA复合材料。Sun等用硅烷偶联剂改性纳米 TiO2，通过反向微乳液聚合制备聚吡咯(PPy)与TiO2 的纳米复合材料，UV-Vis紫外分析表明，PPy/TiO2 复合材料的催化活性被提高。Mallakpour等将聚酰胺- 酰亚胺(PAI)通过自由基聚合反应制备，然后将用Y氨 丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2制备出PAI/TiO2复合 材料。Jose 等将纳米 TiO2 与 H3C(CH2)7Si(OMe)3 硅 烷偶联剂反应后，通过熔融共混的方法制备TiO2/聚 乙烯纳米复合材料。Islam等将TiO2与(3-巯基丙基) 三甲氧基硅烷反应，然后通过一种简单硫醇-内酰胺引 发聚(4-乙烯基吡啶)(PVP)与TiO2的自由基聚合反应。3展望研究者将继续进行TiO2改性研究，寻找或合 成新型的硅烷偶联剂来更好的改善TiO2自身的缺点, 更好的提高TiO2在PP等复