γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成

将6种配体配位的Pt络合物催化剂用于烯丙基缩水甘油醚(AGE)与三甲氧基硅烷(TMOS)的硅氢加成反应,合成了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560),其中Pt-N(C2H5)3络合物催化剂具有很高的活性。经气相色谱-质谱分析确定了反应过程中主、副产物的结构。以Pt-N(C2H5)3络合物为催化剂,考察了n(N(C2H5)3):n(Pt)、反应温度、催化剂用量、反应时间及原料配比对该硅氢加成反应的影响,优化了反应过程,使反应能够在较低温度下、较短时间内进行,同时提高了KH-560的收率,改善了产品质量。在优化的合成工艺条件下,即n(AGE):n(TMOS)=1:1.05～1:1.10(其中AGE用量为0.064mol)、Pt-N(C2H5)3络合物(n(N(C2H5)3):n(Pt)=1)催化剂用量4.3×10-7mol、反应温度55～75℃、反应时间20～40min的条件下,KH-560的收率可达86%以上。

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷合成工艺研究

评价了氯铂酸-异丙醇、氯铂酸-四氢呋喃体系在烯丙基缩水甘油醚和三甲氧基硅烷硅氢加成反应中的催化性能;重点进行了氯铂酸-异丙醇体系催化合成γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的工艺研究。其最佳工艺条件是催化剂∶三甲氧基硅烷∶烯丙基缩水甘油醚为1.42×10-5∶1∶1(物质的量),反应温度约85℃,反应时间60min,产物收率约72.58%。用傅立叶红外光谱对化合物进行了表征。

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷/聚六亚甲基胍盐酸盐在织物抗菌整理中的应用

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为桥梁将聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)接枝到了织物表面。红外光谱、X射线光电子能谱证明了织物表面KH560的成功修饰及PHMG的成功接枝;扫描电镜分析显示,织物表面经KH560修饰后其形貌变得粗糙,而PHMG的接枝则无影响;接触角测试表明,织物表面接枝PHMG后变得亲水,易被润湿;以大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.sureus)为测试菌种,对织物进行了抗菌实验。结果表明,经KH560/PHMG整理的织物(KP-cotton)对E.coil和S.sureus抗菌率为100%,且KP-cotton与仅用PHMG整理的织物(P-cotton)相比,拥有更高的抗菌耐久性。

聚丙烯酸酯-γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷共聚物/二氧化硅杂化材料的研究

通过溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯-γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)共聚物/二氧化硅杂化材料,用紫外光谱、傅里叶红外光谱对杂化材料进行了结构表征,用热重法测试对材料进行了性能表征,利用热重分析法研究了聚合反应动力学并可得其相应的动力学参数活化能为1307.83 J/mol,反应级数为2,用对比法测定了聚合物的BET比表面积为83.5805 m2/g。

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成

对γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成工艺进行了研究。以无水甲醇作溶剂,在组合催化剂存在下,烯丙基缩水甘油醚和三甲氧基硅烷发生硅氢加成反应制得γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。讨论了影响反应的主要因素,得出了最佳合成工艺条件:组合催化剂用量为200μL/mol三甲氧基硅烷、n(烯丙基缩水甘油醚):n(三甲氧基氢硅)=1.2:1、反应温度80℃、反应时间3h。在此条件下,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的收率可达92.6%。

γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的合成研究

以三甲氧基氢硅与烯丙基缩水甘油醚为原料，在氯铂酸-N，N-二甲基苯胺一异丙醇溶液为催化剂下硅氢加成反应得γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷，讨论了影响硅氢加成反应的主要因素，并得出了最佳合成工艺条件：催化剂用量为4×10^-6、反应温度95℃～105℃、反应时间为1．5h、原料配比三甲氧基氢硅／烯丙基缩水甘油醚摩尔比为1．05，在此条件下γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷的收率达89．3％。

γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性壳聚糖渗透蒸发杂化膜的制备及乙醇脱水性能研究

通过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅(KH-560)对壳聚糖进行交联改性制备乙醇脱水渗透蒸发杂化膜。实验结果表明偶联剂的加入能有效提高壳聚糖膜的分离效果,随着偶联剂含量的增加,杂化膜的对水的选择性先增加后下降,在2%(质量分数)时有最好的选择性。膜的分离因子随着进料温度的增大而降低,随着乙醇浓度的增大而增大;通量随着进料温度的增大而增大,随着乙醇浓度增大而减小。硅烷偶联剂/壳聚糖杂化膜呈现出良好的渗透蒸发分离性能,当进料乙醇浓度为95%(质量分数),温度为35℃时,通量和分离因子分别为134 g/(h.m2)和97 214。

聚γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成与表征

采用双金属氰化络合物催化剂（DMC）催化γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）开环聚合,合成出结构规整的均聚产物PKH560.通过FTIR2、9Si-NMR1、H-NMR对聚合物的结构进行表征.结果表明,以DMC为催化剂,可以实现KH560的开环聚合,合成出分子量较大的目标产物PKH560.凝胶渗透色谱与多角度激光联用仪（GPC/MALLS）测得该聚合物PKH560的数均分子量大于1×10^4,分子量分布介于1.10与1.35之间;分析不同聚合时间PKH560的数均分子量与单体转化率之间的关系可知,聚合物的数均分子量Mn与单体转化率呈线性增长关系,聚合物的分子量分布较窄（Mw/Mn=1.10-1.35）,表明该聚合反应具有活性聚合的特征.

聚环氧基苯基硅氧烷功能微球的合成研究

以苯基三甲氧基硅烷（PTMS）和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）为原料,通过溶胶-凝胶法制备粒径介于1.13.8μm的聚环氧基苯基硅氧烷微球,研究了NH4OH浓度、油水比（O/W）、单体配比以及反应温度等条件对微球形态和组成的影响。结果显示将NH4OH的浓度控制在0.01-1.28wt%,投料油水比在1/2到1/30,KH560占总单体含量在0-20mol%之间,可以有效制得微球。随着PTMS/KH560、O/W比值的下降,以及NH4OH浓度的增加,微球粒径变小。

以硅氧烷溶胶为介质制备纳米TiO_2光致超亲水涂层

简单、经济、规模化制备二氧化钛(TiO_2)光致超亲水表面备受重视。本研究利用硅氧烷溶胶为介质,将TiO_2纳米颗粒浸涂到玻璃表面。考查了颗粒在表面的分散状况和TiO_2含量对涂层光致超亲水性能、透明性以及涂层牢固度和表面硬度的影响。结果发现:浸涂并经紫外辐照1h或120℃烘干3h后,TiO_2纳米颗粒能均匀、牢固地负载到玻璃表面;10min UV辐照后,表面变得超亲水;涂层附着力达0级,表面硬度达到5H。硅氧烷溶胶对玻璃表面的良好浸润性和对含羟基纳米颗粒的良好"粘结"性能是纳米颗粒在玻璃表面能均匀、牢固负载的主要原因。研究结果为大规模、低成本制备透明自清洁表面提供了理论和实验基础。

环氧基有机硅对胶原膜的疏水改性研究

采用3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)改性胶原蛋白膜,经单因素实验得到其最佳反应条件为:9 mmol/g GPTMS(以胶原膜的干重计)在pH值5.8、45℃下反应12 h。进一步对优化反应条件下改性得到的胶原膜与未改性胶原膜的性能进行了对比,测定得到GPTMS改性后的胶原膜表面接触角由未改性膜的79.7°增大到108.6°,吸水率则从未改性膜的172.87%降低到113.48%,表明改性后胶原膜的疏水性得到提高。红外光谱分析表明,GPTMS和胶原分子发生反应生成新的碳碳键。差式扫描热量法分析表明,GPTMS改性膜的热变性温度提高了9℃。GPTMS改性膜的机械性能和耐酶解性能都有所提升。因此,GPTMS作为一种改性剂在提高胶原膜疏水性的同时也使膜的其他物理化学性能得到改善。

硅烷改性聚醚制备降黏型聚羧酸减水剂及其性能研究

通过催化3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)在甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)末端进行开环反应制备出末端硅烷改性聚醚(S-PE),并将其部分替代HPEG与丙烯酸(AA)进行自由基共聚制备出末端硅烷改性聚羧酸减水剂(S-PCE)。对比验证S-PCE和普通减水型聚羧酸减水剂(PCE)在水泥浆体中的吸附量以及对水泥浆体分散性和黏度的影响。结果表明,S-PE替代率为30%时具有更优的分散性,与PCE相比,吸附量最高增大约24%,加快了砂浆的平均流速,使砂浆V型漏斗流出时间缩短约37%,使混凝土倒置坍落度筒排空时间缩短35%,而对混凝土的含气量及抗压强度无明显影响。

纳米二氧化硅的表面改性研究

以γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对酸催化水解正硅酸乙酯(TEOS)聚合得到的纳米二氧化硅胶粒表面进行接枝改性,用激光粒径仪测定二氧化硅颗粒的粒径,并用透射电子显微镜(TEM)观察了改性前后二氧化硅胶粒的分散状况,采用傅立叶红外(FTIR)光谱法对改性前后的二氧化硅粉体进行了分析,通过热失重分析(TGA)法对GPTMS接枝改性二氧化硅胶粒表面的接枝度进行分析计算,同时对颗粒溶胶的ζ电位进行了测试,结果表明:改性后二氧化硅胶粒分散性大大提高,硅烷偶联剂浓度对接枝度有显著影响,当GPTMS的浓度为1mL/S iO2(g)时,接枝度达到最大,且颗粒表面的物理化学性能发生显著变化。

溶胶-凝胶法制备青铜表面有机改性硅酸盐复合涂层

以异丙醇为溶剂,γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅(γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane,GPTS)和甲氧基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane,MTNS) 为原料,用溶胶-凝胶法在青铜基体上制备了有机改性硅酸盐复合保护涂层。通过调节反应温度、溶液pH值、水引入量以及GPTS与MTMS摩尔比等,详细研究了各参数对溶胶-凝胶转变的影响,并研究了成膜热处理对涂层性能的影响。利用红外光谱、扫描电镜对有机改性硅酸盐涂层材料的结构和性能进行了分析。结果表明:水解温度为80℃时,当溶液初始pH值为4,GPTS与MTMS的摩尔比为1:2,引入水量满足(GPTS+MTMS)与H2O 的摩尔比为1:3时,制备的溶胶体系最优;溶胶的烘干温度宜在80-100℃范围内选取。

硅烷改性纳米Fe_3O_4磁性粒子的制备与表征

以氯化铁、氯化亚铁、氨水为原料,采用共沉淀法制得Fe3O4溶胶;用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对其表面进行改性,制得有机硅改性的纳米Fe3O4磁性粒子。利用X射线衍射,傅立叶红外光谱,透射电镜,磁性能测量系统等手段对改性后纳米粒子的物相组成、化学成分、形貌和磁性能进行了研究。结果表明,经KH-560改性后的Fe3O4是反尖晶石结构,纯度高,晶体的平均粒径为12nm左右,在无水乙醇中呈现良好的分散性,室温下表现出超顺磁性,比饱和磁化强度为67.2A.m2/kg。

430不锈钢表面GPTMS硅烷膜的自组装及其缓蚀性能

目前,对不锈钢表面硅烷自组装成膜技术及其腐蚀行为的研究较少。对430不锈钢作2种不同前处理后,将其放入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)自组装液中自组装成膜。采用傅里叶变换红外光谱、极化曲线和扫描电镜研究了2种前处理工艺对自组装GPTMS膜耐蚀性的影响;采用极化曲线研究了自组装时间对自组装GPTMS膜耐蚀性的影响。结果表明:不锈钢经氧化后再用硅酸钠和乙酸处理后,获得的自组装GPTMS膜更致密、具有更优异的抗腐蚀性能;组装时间为12 h时,自组装GPTMS膜抗腐蚀性能最好,此时其缓蚀效率可达82.3%,自腐蚀电位较基体正移了83 mV,自腐蚀电流密度下降了1个数量级。

助溶剂对铝合金表面硅烷化预处理的影响

为了了解3-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(γ-GPTMS)溶液中助溶剂对水解的γ-GPTMS在铝合金表面的沉积特性的影响,用X射线光电子衍射(XPS)测定了不同助溶剂含量,不同γ-GPTMS浓度的溶液沉积在铝合金表面的硅含量,同时用反射吸收红外光谱(RAIRS)对铝合金表面膜层进行了表征,结果表明,助溶剂对γ-GPTMS在铝合金表面沉积有显著影晌,γ-GPTMS的纯水溶液在铝合金表面所形成硅烷化膜层的硅元素量最高,沉积量随溶液中γ-GPTMS浓度的增加而增加。另外,膜层与氧化的铝合金表面之间形成铝硅氧烷(Al-O-Si)共价键,而且γ-GPTMS分子中的烷氧乙基分布在膜层的外表面,具有较大的反应活性。

负载UiO-66-NH2棉织物的制备及化学战剂降解性能表征

提供了一种UiO-66-NH2高效负载棉织物的制备方法,得到的功能棉织物具有良好的化学战剂催化降解效果。首先利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对棉织物进行预处理,然后利用溶剂热合成法在预处理棉织物上原位生长UiO-66-NH2晶体,由此制备的负载UiO-66-NH2棉织物经10次皂洗后,其UiO-66-NH2负载量无明显变化,表明该织物具有良好的耐皂洗牢度。此外该负载UiO-66-NH2棉织物对有机磷酸酯类化学战剂模拟物甲基对氧磷(DMNP)的催化降解转化率在210 min时高达70.73%,半衰期约为30 min。

含硅水凝胶角膜接触镜材料的脱水行为

采用重量法研究了γ–(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)与甲基丙烯酸–2–羟基乙酯(HEMA)及N–乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物水凝胶角膜接触镜材料的脱水行为。结果表明,含硅水凝胶接触镜材料的脱水机理可采用两种极限情况下的幂律模型来描述,即脱水动力学级数n=0.5和n=1;当n=1时,水凝胶的失水率(Mt/M0c)与时间t成正比,为蒸发阶段;随后的脱水阶段中n=0.5,水凝胶的Mt/M0c与时间t1/2成正比,为扩散阶段;含硅水凝胶接触镜材料的脱水速率随单体NVP和KH570含量增大而降低,随脱水温度的升高而提高,随盐离子浓度的增加而降低。

环氧基笼型倍半硅氧烷的合成研究

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料,四甲基氢氧化铵(TMAH)为催化剂,在异丙醇与二甲苯混合溶剂中,通过水解缩合制备环氧基笼型倍半硅氧烷(EP-POSS),并采用FT-IR和1H-NMR对产物结构进行了表征。结果表明,最佳的反应条件为:溶剂异丙醇与二甲苯的体积比2∶1,水解时间7 h,缩合反应温度80℃,反应时间60 min,产率可达到97.62%。