Synthesis of the Novel Fluoride-containing Organic Silane

A fluoride-containing organic silane was synthesized by the reaction of N-ethyl- N-hydroxy-etbyl perfluorinated octyl sulfonamide （EHPOS）, N-（β-aminoethyl）-γ-aminopropyl trimethoxy silane （ATS） and cis-butenedioic anhydride （CA）. The experimental results show that the yield of product is up to 87% when the molar ratio ofEHPOS ： CA ： ATS is 1 ： 1.05 ： 1.1. EHPOS and CA were maintained at 115 ℃ for 3 hours, then after cooling the reaction solution to 75 ℃, ATS was added and reacted for another 3.5 hours at 145 ℃. The structure of the product and thermal properties were characterized by Fourier transform infrared （FTIR） and thermogravimetric analysis （TGA）, respectively. Results show that fluoride-containing organic silane has excellent thermal stability below 185℃.

丙基三甲氧基硅烷的水解

利用电导率和红外光谱测定作为表征手段,采用单因素试验方法研究了丙基三甲氧基硅烷(商品标号为WD-10)的水解过程,探讨了影响其水解的各种因素,确定了水解的较佳工艺参数。其适宜的水解工艺条件为:丙基三甲氧基硅烷、水和甲醇的体积比为1∶1∶3,pH值为4,水解时间为4h,温度为30℃。可为多孔陶瓷滤球的亲油改性和聚结过滤工艺处理含油废水提供有益信息。

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。

新型反应性B区紫外线吸收剂的合成及性能

以肉桂酸衍生物和γ-氯丙基三甲氧基硅烷为原料,通过酯化反应合成了γ-对甲氧基肉桂酰氧基丙基三甲氧基硅烷等6种硅烷氧基肉桂酸酯类化合物;利用核磁共振和红外光谱对这些化合物的结构进行了表征;考察这些化合物的紫外吸收性能,并根据分子轨道理论对这些化合物的紫外吸收机理进行了探讨。实验结果表明,由于共轭效应、诱导效应和位阻效应,苯环上取代基的种类、数目和位置对化合物的紫外吸收性能具有规律性的影响;γ-对甲氧基肉桂酰氧基丙基三甲氧基硅烷是一个性能优良的反应性B区紫外线吸收剂。其紫外吸收区域为248～355nm,最大吸收波长为307nm,最大摩尔吸光系数为2.13×104(大于常用的紫外线吸收剂对甲氧基肉桂酸正辛酯),消光系数为624,防光指数为62.45。

季铵化硅烷的合成与应用

利用γ -氯丙基三甲氧基硅烷与N ,N -二甲基十八胺反应 ,合成了N ,N -二甲基 -N -十八烷基氨丙基三甲氧基硅烷季铵盐 (BFS) ,对其抑菌性能及与氨基硅微乳同浴使用的效果进行了测定和研究。结果表明 :BFS用量为 10g/L条件下 ,能使整理后的棉织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率分别达到 99 82 %和 99 12 % ;而与氨基硅微乳同浴使用 ,所整理的织物不仅抑菌效果显著 ,柔软性良好 ,而且具有舒适的手感 ;另外 ,弱酸性使用条件有助于BFS和氨基硅微乳的协同效应 ,表现出最佳的整理效果。

导热有机硅电子灌封胶的制备与性能研究

采用端乙烯基硅油为基胶、含氢硅油为交联剂、三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了导热有机硅电子灌封胶。研究了Al2O3的粒径及用量、不同粒径Al2O3并用和硅烷偶联剂对灌封胶性能的影响。结果表明,Al2O3的粒径越大,灌封胶的热导率越大,但拉伸强度和扯断伸长率减小,适合的Al2O3粒径为5μm或18μm;随着Al2O3用量的增加,灌封胶的热导率、拉伸强度增大,扯断伸长率先增后减,但黏度上升,Al2O3适合的加入量为150～200份;将不同粒径的Al2O3并用填充到灌封胶中可以提高灌封胶的热导率,当18μm Al2O3和5μm Al2O3的质量比为120∶80时,灌封胶的热导率达到0.716 W/(m.K),且对灌封胶的黏度和力学性能基本没影响;加入KH-570可改善灌封胶的力学性能,但热导率有所下降,适宜的用量为Al2O3质量的0.5%。

γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)为基本原料,制备了硅烷改性聚氨酯乳液,并外加氮丙啶进一步提高了胶膜的性能。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FT-IR)对产物的结构进行了表征,考察了MEMO含量对乳液粒径、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对胶膜的结晶性及接触角进行了测试。结果表明ATR-FT-IR证实了MEMO成功地反应到了聚氨酯分子链上;在m(MEMO)=5.67%,m(AZ)=2%时,胶膜的耐水性最低为14.84%,胶膜的最大拉伸强度为17.334MPa,断裂伸长率为232.56%,改性后聚氨酯的热稳定性提高,结晶性及表面能均降低。

乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为改性剂,以氨水为p H调节剂制备改性二氧化硅(Si O2)超疏水材料。通过CA、FTIR和SEM对材料接触角、组成和形貌进行表征。考察了VTMO与Si O2的比例、反应时间、干燥时间对改性二氧化硅超疏水材料接触角和形貌的影响。结果表明,VTMO可在较短时间内改性二氧化硅制备出超疏水二氧化硅粉体,VTMO与Si O2比例对改性Si O2粉体的水接触角和微观二重结构有明显影响,而反应时间和干燥时间的影响较小。

无皂硅丙胶乳表面施胶剂的制备及对纸张的增强作用

以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）作自交联单体，聚乙烯醇（PVA）为高分子胶体稳定剂，苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸（MAA）为单体采用无皂种子聚合制备了稳定性好、性能优异的无皂硅丙乳液表面施胶剂，并优化了合成工艺条件。结果表明，当w（MAA）=2％～3％，软硬单体比例n（BA）／n（St）=2～2．5，w（PVA）=10％～15％，w（KH570）=5％时，无皂硅丙乳液表面施胶剂具有优异的施胶效果；以质量分数为1．0％的聚合物乳液进行表面施胶时，纸张施胶度可达14．5s，表面强度达3．69m／s，耐折度3300次。

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。

铝合金表面有机硅烷超疏水膜的制备及其耐蚀性

有机硅烷薄膜可有效保护铝合金。配制了十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)溶液,通过自组装的方法在铝合金表面制备了超疏水有机硅烷薄膜,研究了薄膜的表面形貌、化学结构及耐蚀性。结果表明:制备的有机硅烷薄膜可达到超疏水状态,表面接触角为158,°且对铝合金表面有显著的防腐蚀作用,保护效率达到89.2%。

A-187改性核壳型聚丙烯酸酯乳液的制备及性能表征

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(A-187)等为原料,过硫酸铵为引发剂,通过种子乳液聚合法制备了具有核-壳结构的A-187改性聚丙烯酸酯(SACR)系列微复合高分子乳液。表征了乳胶粒子的结构形态及粒度分布,测定了聚合物的玻璃化转变温度、拉伸强度和聚合物薄膜的吸水率。所得SACR系列微复合聚合物乳液的乳胶粒子具有核壳结构,粒径分布较窄,聚合物的玻璃化转变温度随A-187加量的增加有所升高,聚合物的力学性能和聚合物的耐水性能有所改善。

耐高温硅树脂的合成

以γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为原料,乙醇为溶剂,采用水解缩聚法合成了具有较好性能的无凝胶硅树脂;并研究了合成工艺条件对硅树脂性能的影响。结果表明,较佳的水解工艺是:m水:m催化剂:m乙醇:m硅氧烷=33:7:100:100,反应温度为70℃。红外光谱分析表明,产物为含端羟基的聚甲基硅树脂。硅树脂具有较好的耐热性,在300℃×4h条件下的质量损失率仅为4.71%。

有机硅改性聚丙烯酸酯压敏胶的制备与性能研究

以3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、丙烯酸酯类单体为原料,通过乳液聚合制备了有机硅改性聚丙烯酸酯压敏胶。研究了反应温度对聚合稳定性的影响,聚合主单体种类、MPTS加入方式对压敏胶粘接性能的影响,MPTS用量对压敏胶粘接性能、耐水性的影响;并用红外光谱表征了产物结构。结果表明,较佳反应温度为82℃;用丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯的混合物作主单体且质量分数分别为20%、65%、7%时,压敏胶的粘接性能较好;在预乳液滴加结束前0.5 h内加入MPTS且加入量为单体总质量的1%时,可以有效地提高压敏胶的耐水性,降低其吸水率,且粘接性能较好。

用γ-氯丙基三甲氧基硅烷端基改性星形溶聚丁苯橡胶

以自制多官能度有机锂为引发剂,采用负离子聚合法制备了星形溶聚丁苯橡胶(SSBR),然后加入异丙醇氧锂作为解缔剂,降低体系黏度,再加入封端剂γ-氯丙基三甲氧基硅烷进行封端反应,得到端基带有三甲氧基丙基硅烷基团的改性SSBR。用核磁共振对产物进行了表征,考察了解缔剂用量、封端剂用量、封端时间以及数均分子量对SSBR封端率的影响。结果表明,解缔剂可明显降低聚合体系黏度,当SSBR的数均分子量为9.4×104、解缔剂与引发活性中心数的摩尔比为1.5、封端剂与活性中心数的摩尔比为1.5以及封端反应进行60 min时,封端率由未解缔直接封端的10.7%提高到64.1%。解缔后高封端率SSBR硫化胶与未封端和未解缔低封端率SSBR硫化胶相比,其炭黑-白炭黑填料粒子分散更均匀,且拉伸强度和300%定伸应力提高,永久变形明显降低,具有0℃损耗因子高和60℃损耗因子低的特点。

十六烷基三甲氧基硅烷改性生物炭的疏水性能优化试验

生物炭改性土壤覆盖层因渗透系数增加会导致覆盖层含水率增加,进而影响CH_(4)吸附、氧化和减排。采用十六烷基三甲氧基硅烷作为改性剂,无水乙醇作为溶剂对生物炭进行疏水改性。考察了改性剂浓度、改性剂与生物炭的接触时间、烘干时间、烘干温度等对生物炭疏水性能的影响,获得了最佳疏水性生物炭的条件。在改性剂浓度为3%、静置浸泡60 min、110℃干燥2 h的条件下制备的改性生物炭的吸水率最低可达到14.4%,远低于未改性生物炭的吸水率245.4%,以期添加至土壤覆盖层后降低其含水率,为填埋场甲烷减排提供技术支持。

γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的合成

以烯丙醇和环氧氯丙烷为原料 ,经醚化合成了烯丙基缩水甘油醚 ,再与三甲氧基硅烷经硅氢化加成反应合成了γ (2 ,3 环氧丙氧基 )丙基三甲氧基硅烷。探讨了合成条件对反应的影响 ,第一步用溴化四丁基铵作为相转移催化剂 ,苯为带水剂 ,收率达 95 % ;第二步温度控制在 5 0℃左右 ,以氯铂酸 乙酰丙酮配合物为催化剂 ,收率为 80 % ,两步总收率达 76 %。用红外光谱及核磁共振谱对目标化合物进行了表征。

丙烯酸酯有机硅共聚物的合成、表征及耐热性研究

以3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH-570)为"桥梁",用溶液聚合法分三步反应合成了一种新型的丙烯酸酯有机硅共聚物。FT-IR、1H-NMR鉴定了丙烯酸酯有机硅共聚物的分子结构。所得树脂的Mw=43 748,多分散系数为2.32。虽然丙烯酸酯改性的有机硅树脂比有机硅树脂在800℃时的质量保持率有所降低,但起始分解温度均有所提高。当丙烯酸甲酯质量分数为20%和40%时,丙烯酸酯改性的有机硅树脂起始分解温度分别比有机硅树脂提高了13℃和55℃。

表面硅烷化铜箔的电化学腐蚀与防护研究

用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)溶液对铜箔表面硅烷化处理,使用动电位极化和电化学交流阻抗研究不同pH的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装铜箔电极在0.1 mol·L-1NaCl溶液的腐蚀防护效果,使用扫描电子显微镜观察γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装膜的表面形貌.结果表明,γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装铜箔有较好的腐蚀防护效果,其中pH=7的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装膜的抗腐蚀效果最佳.

偶联剂对聚丙烯酸酯/SiO_2杂合乳液的作用机理

采用硅烷偶联剂对硅溶胶进行改性,添加到聚丙烯酸酯乳液(PAE)中制备聚丙烯酸酯/SiO2杂合乳液(Si-PAE),研究了硅烷偶联剂的种类和添加量对涂膜性能的影响。结果发现,3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(Z-6040)含有环氧基和甲氧基硅基团,在成膜过程中能分别与PAE链段上羧基(-COO-)和硅溶胶的硅醇(Si-OH)反应,形成Si-O-Si交联网络,提高了Si-PAE涂膜的交联密度;Z-6040的合适添加量为硅溶胶质量的4.0%;纳米粒径分析表明,Z-6040改性后的Si-PAE平均粒径减小,硅溶胶在Si-PAE乳液中分散更均匀;原子力显微镜(AFM)分析发现Si-PAE涂层结构平整致密;热重分析(TGA)曲线表明Si-PAE涂膜热稳定性较PAE高。