SiO2表面改性机理及其对高分子材料性能的影响.pdfVIP

建 材 世 界 2014年 第 35卷 第 6期 SiO2表面改性机理及其对高分子材料性能的影响 荆小伟，钱 潜，李佩悦 (蚌埠玻璃工业设计研究院，蚌埠 233018) 摘 要： 该文简要介绍了SiO表面改性机理，对其作为填料改性高分子材料的研究进行了梳理，针对橡胶、塑料、 涂料及胶黏剂等进行了一一阐述，并对未来研究内容及方向做 出展望。 关键词： 刚性无机材料SiO。；表面改性；填料；高分子材料 M echanism ofSiO2SurfaceM odificationandItsAffectingtothe PropertiesofPolymerM aterials JINGXiao—wei，Q N Qian，LIPei—yue (BengbuDesign ResearchInstituteforGlassIndustry，Bengbu233018，China) Abstract： ThisarticleintroducedSiO2surfacemodification，compliedtheresearchresultofthepolymermaterials modifiedasfiller，illustratedtheresearchresultsuchasrubber，plastic，coatingsandadhesives，andissuedtheresearch contentanddirectionofthefuture． Keywords： rigidinorganicmaterialSiO2； surfacemodificaion； filler； polymermaterials 高分子材料具有结构独特、易于改性和加工的特点，也具有其他材料无可比拟、不可取代的许多优异性 能，促使其在国民经济建设、国防及科学技术应用等领域具有不可替代的优势，已逐渐发展成为人们生产生 活中不可或缺的材料之一。然而，随着时代的发展和科学技术的进步，对高分子材料性能方面提出了更高要 求。因此，对高分子材料性能方面的改 良研究越来越多，如通过调整高分子材料 内在分子结构、与其他有机 高分子材料进行共混以及采用无机刚性粉体作为添加剂等手段。其中，通过采用刚性无机材料(如炭黑、黏 土、SiOz等)作为添加剂，可以在很大程度上提高高分子材料性能，已成为学者们争相研究的热点。 刚性无机材料 SiO具有很高化学稳定性和热稳定性，无毒，无刺激，使用安全，在 自然界中分布广泛，对 高分子材料改性有着重要作用。但无机刚性粉体 SiOz颗粒表面具有很强极性，是典型亲水性材料，与亲油 高分子材料物性间存在巨大差异，难 以在有机基体中均匀分散。另外，SiO作为添加剂，颗粒尺寸通常较小， 甚至为纳米颗粒，颗粒表面氢键 的存在极大表面能使其极易发生团聚，以聚集体形式存在 ，分散效果差。苏 瑞彩等E也从SiO。内外表面原子所受力场不同的角度分析了SiO。团聚机理，即处于晶体内部原子受力受到 来 自周围对称价键力和稍远原子的范德华力，受力对称，价键饱和，而表面原子受力来 自其临近内部原子的 非对称价键力和其他原子的远程范德华力，受力不对称 ，价键不饱和，易与外界原子键合形成大颗粒团聚体 。 SiO 的这些特性使其极不易分散，因此，要发挥无机刚性粉体siO。独特作用，必须改善其在高分子材料基体 中的分散效果，改善与高分子材料的亲和性、相容性，提高其加工流动性，增强两相间界面结合力，以此来增 加其填充量，提高高分子材料性能。 该文根据前人的研究成果，分析表面活性剂对无机刚性材料 SiOz表面改性作用机理；并阐述了采用不 同改性剂、不同改性方法表面改性对SiOz作为填料对高分子材料中橡胶、塑料、涂料、胶黏剂等性能影响。 1 Sio2表面改性机理 SiO表面亲水疏油，在有机质中难 以均匀分散，与有机体间结合力差，因此使用前必须对其进行表面改 收稿 日期 ：2014—0813． 作者简介 ：荆小伟 (1979一)，工程师．E-mail139．corn 6 建 材 世 界 2