【有机硅知识】硅烷偶联剂在新材料中的应用研究
硅烷偶联剂由于其独特的结构,越来越受到人们的喜欢,在硅烷偶联剂产生到应用已经有很多年了,随着新材料的研究成为热门,硅烷偶联剂在其中扮演着十分重要角色,本文简单简单介绍一下硅烷偶联剂在新材料中的应用研究,具体的是偶联剂在光材料,纳米材料,复合材料,电化学材料,烤瓷中的应用。
一.硅烷偶联剂的组成和作用机理:
硅烷偶联剂是一类具有特征结构的有机硅化合物,可以表示为:Y-R-SiX3:表达式中的Y表示可以与有机物起反应的基团,比如乙烯基,苯基,氨基等,R是短链烷撑基,通过它把Y和SiX3连接起来,X是可以水解生成Si-OH的基团,可以使卤素,乙酰基等。可以形象地表示成:无机材料-分子桥-有机材料。
硅烷偶联剂的作用机理有五种理论:化学键理论,表面浸润理论,变形层理论,拘束层理论和可逆水解键理论。
二、硅烷偶联剂在新材料中的应用研究:
硅烷偶联剂的应用面极广,可以处理有机材料,也可以处理无机材料。通过硅烷偶联剂的处理后材料的某些性能会得到显著提高。以下介绍几种硅烷偶联剂的在新材料中的具体应用研究。
1.硅烷偶联剂在光材料中的应用研究:
西安交大重点研究了硅烷偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析,他们重点研究了添加不同质量分数w(硅烷偶联剂)(0.5%-3.0%)对铝浆有机载体的表面张力、铝膜表面划痕、起灰、导电性能的影响规律。结果表明:当w(硅烷偶联剂)为2.5%时,有机载体的表面张力可从约30 mN/m 降低至25.69 mN/m,提高了铝粉颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用,从而减少划痕和灰化,进而可使铝电极的接触电阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。
而又有学者将目光对准了玻璃的发光性能,而这种玻璃是硅烷偶联剂改性的芪3 掺杂铅-锡-氟磷酸盐的玻璃,具体的操作是:采用溶有芪3 的硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行改性, 经改性的SnF2 粉末有利于提高有机染料芪3 掺杂的分散性。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅锡氟磷酸盐玻璃,获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃。这种玻璃有更好的投射性和均匀性。
2.硅烷偶联剂在纳米级材料及复合材料中应用研究:
复合材料由于其优异的性能,越来越受到大家的青睐。但是复合材料的固有缺点不能消除。通过利用硅烷偶联剂的加入可以制备性能更佳的复合材料。纳米材料中加入偶联剂后就像增强体一样,可以显著提高材料性能。
用硅酸钠制备纳米SiO2乳液,用氯化铵控制粒径大小,然后与天然胶乳共混共沉制备出SiO2/NR复合材料。采用SEM 对....
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