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。

高氯酸法测定γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷

建立了用高氯酸非水滴定法测定γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)的新方法,探讨了吸水剂(醋酸酐)、分散剂、亲核试剂(四乙基溴化铵)等条件对滴定结果的影响,并用电位滴定法对指示剂的终点进行了确定.实验结果表明:以冰醋酸作为高氯酸的溶剂、结晶紫为指示剂、高氯酸与吸水剂(醋酸酐)的体积比为1∶2.2,氯仿作分散剂,加入200g/L四乙基溴化铵5mL时,实验结果准确度较高.其测定结果的相对标准偏差为0.10%,加标回收率为100.4%～100.6%.

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％。

荧光分光光度法测定-γ(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅表面的环氧基团

建立了荧光分光光度法测定γ-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅（GPTMS-SiO2）表面环氧基团含量的方法.讨论了铵盐的种类和浓度、pH值、乙酰丙酮的浓度、温度和时间对荧光强度的影响及荧光产物的稳定性.结果表明：当环氧基官能团的浓度在0.002 0-0.029 1 mmol.L^-1范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系,r=0.997 9.该方法重现性好、准确度较高,可用于GPTMS-SiO2表面环氧基团含量的测定.

γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯弹性体的合成、结构与性能

以聚氧化丙烯二元醇 (PPG - 10 0 0 )、甲苯二异氰酸酯 (TDI)为主要原料 ,γ -环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷 (KH - 5 6 0 )为有机硅改性剂 ,合成了KH - 5 6 0改性聚氨酯预聚物。采用 3,3′ -二氯 - 4 ,4′ -二氨基 -二苯基甲烷 (MOCA)为扩链剂 ,制备了新型有机硅改性聚氨酯弹性体。考察了KH - 5 6 0用量及不同加料顺序对改性聚氨酯弹性体力学性能的影响 ,并用傅里叶变换红外光谱法对KH - 5 6 0改性聚氨酯预聚体的结构进行了表征 ,对KH - 5 6 0化学改性聚氨酯弹性体的反应机制进行了初步探讨。结果表明 ,KH - 5 6 0中环氧基团参与了化学反应生成了—OH ,并将有机硅氧烷结构单元以化学键合的方式引入了聚氨酯主链结构中 ;当PPG - 10 0 0和TDI用量不变时 ,加入KH - 5 6 0提高了软链段的含量 ,并且形成的支链结构破坏了聚氨酯主链的规整性。改性聚氨酯弹性体的力学性能随着KH - 5 6 0用量的增大而显著降低。

γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯乳液的制备与性能研究

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为有机硅改性剂,制备了有机硅改性聚氨酯乳液,考察了KH-560的添加量和添加次序对有机硅改性聚氨酯乳液性能的影响。实验结果表明,KH-560的添加量直接影响聚氨酯乳液的稳定性,当KH-560质量分数小于8%时,制备的乳液具有良好的稳定性,继续增大KH-560的用量,聚氨酯乳液的稳定性显著下降,而且KH-560的添加量和添加次序对聚氨酯乳液的力学性能和表面性能影响显著,当TDI中—NCO的物质的量与PPG中—OH的物质的量和由KH-560生成的—OH的物质的量总和的比值[n(—NCO)/n(—OH)]不变时,随着KH-560用量增大,胶膜的硬度、拉伸强度、100%定伸强度、表面接触角以及耐介质能力明显提高,断裂伸长率显著减小,并且化学改性的效果尤为明显。

γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的合成

以烯丙基缩水甘油醚与三甲氧基硅烷为原料,并以目标产物γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH 560)为溶剂,使用自制催化剂,原料三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚通过逆流在塔中进行气液接触反应制备KH 560,降低了两种原料的副反应和β加成副产物的量,提高了KH 560收率。该工艺路线简单,对设备要求低,投入较少,可优化KH 560的工业化生产。

3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷饱和蒸气压测定与关联

为获取3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷化合物的气液相平衡数据,使用斜式沸点仪测定了该物质在410.83～492.49K范围内的饱和蒸气压数据.采用非线性回归方法,利用EVIEWS 5.0软件得到3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的Antoine常数A,B,C的值分别为5.075 888,1 029.012和-200.143 1K.Antoine方程计算出的饱和蒸气压与实验数据的相对偏差在0～0.27之间.通过Clausius-Clapeyron方程计算得到了3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷在实验温度范围内的摩尔蒸发焓,得到的Antoine常数和摩尔蒸发焓数据对精馏塔的设计和开发具有重要意义.

聚3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷/聚丙烯酸甲酯复合乳液制备与表征及其膜性能

用γ射线引发了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)和丙烯酸甲酯(MA)的乳液共聚合和种子乳液聚合。发现采用种子乳液聚合和共聚合得到的复合乳液具有完全不同的乳液粒子结构,对于前者具有核壳结构,并且48小时后能观察到孔洞出现。MPS能极大地增强乳液所成膜的机械性能,特别是在低含量(如丙烯酸酯5wt%)且采用种子乳液聚合方法的时候;但是低含量的MPS对降低吸水率作用不大。

功能性单体3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷性能研究

由于3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷具有能同时进行自由基聚合的乙烯基和水解-缩合反应的硅氧烷基，因而它是制备兼具有机材料和无机材料优良性质杂化材料的优良单体。利用其硅氧炕基水解-缩合或者进一步缩合反应的性质，将其与其它材料聚合或接枝可达到优化材料的目的。

γ-(2,3-环氧丙氧)丙基硅氧烷耐高温树脂的合成及热性能

以γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTS)、酸催化剂和混合溶剂等为原料,采用水解-缩合法合成了含环氧基的硅氧烷杂化树脂。以黏度和环氧值为衡量指标,采用单因素试验法优选出制备该杂化树脂的较佳工艺条件,并对其热性能进行了表征。结果表明:在酸性介质中,当n(GPTS)∶n(水)∶n(酸催化剂)∶n(溶剂)=1∶3.0∶0.5∶7.7时,GPTS经水解、缩合反应后,可以获得黏度为1 270～1 320 mPa.s、环氧值为0.183的硅氧烷杂化树脂;该杂化树脂的起始分解温度为270.1℃,800℃时的残炭率(43.0%)相对较高,说明其热稳定性较好。

二乙氧基硅烷与三乙氧基硅烷共聚物的合成及表征

利用盐酸为催化剂,以二甲基乙氧基硅烷、二苯基乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷及水进行水解缩聚反应,制备了具有反应活性的有机-无机杂化有机硅树脂共聚物。通过正交实验研究了催化剂浓度、原料配比、温度及水对树脂产率的影响,得出适宜的合成工艺条件为酸浓度为0.05mol/L、原料配比为1.5∶2.5∶6、温度为70℃、水量为0.1mol。采用红外光谱、核磁对最优配比产物结构进行了表征,表明树脂中具有可反应性基团,其主链为硅氧链。采用GPC分析,数均分子量为43040,分散系数为2.3,分布较宽。

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。

用正硅酸乙酯改性的倍半硅氧烷膜压痕特性的研究

用压痕测实验研究了正硅酸乙酯(TEOS)改性剂的含量,对可涂于包装材料的倍半硅氧烷(SSO)膜的硬度和弹性模量的影响。SSO是由3-(2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPMS)水解缩合反应制备的。膜的硬度和弹性膜量是由纳米压痕(IIT)设备的连续硬度测试(CSM)技术测定的。对膜体系改性后各种指标进行了分析。结果表明:摩擦学行为可以通过在涂层系统中添加不同含量的TEOS来影响,在含有20%TEOS的膜中,有最小的摩擦系数和较好的抗压痕性。

活性硅氧烷单体水解共聚

以氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料,无水乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃为溶剂,合成有机硅氧烷的缩聚物。采用核磁共振、红外光谱对其结构进行表征,并以热重分析对其耐热性能进行评价。通过正交实验,探讨了单体摩尔配比、反应温度、酸浓度、水量和溶剂对缩聚物产率和特性粘度的影响,得到最优工艺:当单体摩尔比为1∶9,反应温度为75℃,酸浓度为1.5 mol/L,水用量为1 mol,有机溶剂为丙酮时,合成的有机硅氧烷缩聚物达到最佳的产率和特性粘度,水解得到的硅醇发生了交联,形成网状结构,耐热等级为147.结果表明,合成有机硅氧烷缩聚物时,溶剂种类及其极性的影响可忽略;水量对产率影响显著,合理的水量可有效提高聚硅氧烷缩聚物产量;单体配比是控制特性粘度的关键因素。

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。

正硅酸乙酯改性的GPMS有机-无机材料研究

为了考察正硅酸乙酯(TEOS)对材料性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了TEOS改性的γ-环氧丙基醚丙基三甲氧基硅烷(GPMS)有机-无机杂化材料,并用浸渍法使其在玻璃基体上成膜.利用红外光谱、核磁共振谱和原子力显微镜对GPMS-TEOS杂化材料的结构进行了表征,采用差热分析仪、纳米硬度测试仪和扫描分光光度计等对其物化性能进行了测试.结果表明,制得的材料具有纳米级倍半硅氧烷结构,TEOS的含量对杂化体系性能有较大影响;当TEOS质量分数为15%～20%时,杂化体系的热稳定性、硬度和模量等性能最佳,并且具有良好的透光性.

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。

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。

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。