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％。

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.

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。

1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的合成

采用1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚为原料,以氯铂酸为催化剂,以四氢呋喃为溶剂,在温和条件下经硅氢加成合成了1,3-二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。产物经红外光谱、核磁共振氢谱和质谱表征。考查了催化剂用量、反应温度、溶剂、原料摩尔比和反应时间等因素对反应转化率的影响。当1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:3,催化剂用量为1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量的0.016%,在0-10℃下于四氢呋喃溶剂中搅拌反应12 h,产物摩尔转化率可达89.5%。

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。

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。

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。

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。

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。