有机硅对无机层状材料的插层处理.PDF

维普资讯 综述 ·专论 请讯·l科料，2005，19(6)：32--36 sILIOC)NEMATERIAL 有机硅对无机层状材料的插层处理 付翔，黄世强，程时远 (湖北大学化学与材料科学学院，武汉 430062) 摘 要：主要介绍了无机层状材料的结构、插层的方法、插层产物的表征等。 关键词：有机硅，插层，层状材料 中图分类号：TQ264．12 文献标识码：B 文章编号：1009—4369(2005)06—0032—05 聚合物一无机纳米复合材料具有有机和无机 常用的插层试剂有长链有机胺、硅烷偶联 材料的特点，并通过两者之间的耦合作用产生出 剂、烷基鳞盐和其它阳离子型表面活性剂等。硅 许多优异的性质，有着广阔的发展前景 ，是探索 烷偶联剂同时带有能与无机材料反应的基团和能 高性能复合材料的一条重要途径。如果其中的无 与有机材料相结合的有机官能团，因而能增强无 机组分是层状材料，则常采用插层法来制备聚合 机填料与有机聚合物之间的亲和力。硅烷偶联剂 物 一无机纳米复合材料。这样可以使无机相更均 可用通式R4一SiX 来表示，其中X为可水解基 匀的分散在有机相中，材料的性能得到更大提 团，一般是烷氧基，极易与无机填料发生化学反 高。硅烷偶联剂能够增强无机相与有机相之间的 应；R为可与聚合物结合的有机官能团，如氨烃 亲和力，提高两者的相容性，因此常被用作插层 基、环氧基、乙烯基等。 试剂。本文旨在概述有机硅在插层法制备聚合物 1．1 R为氨烃基 一 无机纳米复合材料中的应用。 AthanasiosB．Bourlinos等人用3一氨基丙基 三乙氧基硅烷对锂蒙脱石进行改性，发现它们会 1 无机层状材料的结构 使相邻的粘土颗粒发生交联；在一定的条件下， 通常，用于纳米复合材料中的填料均具有层 通过控制粘土的浓度、溶剂和干燥过程能够制备 状结构，如云母、膨润土等层状硅酸盐材料。 目 出单块集成电路器件 2【】。Hong．pingHe等人用 3 前研究最多的是云母类硅酸盐，如蒙脱土、蛭 一 氨基丙基三乙氧基硅烷对氟汉克特石和蒙脱土 石、氟石等。层状硅酸盐每层的厚度约 1nlTl， 进行改性。硅烷分子在蒙脱土中采取一种平行双 宽度在300埃到几千微米之间，甚至更大 (尺寸 分子排列，而在氟汉克特石中采取的却是平行单 的大小取决于硅酸盐的种类)。这些片层通过范 分子排列 J。KeWang等人用3一氨基丙基三甲 德华力形成了层叠结构。硅酸盐片层间的同质置 氧基硅烷改性粘土，并制备了高剥离度的环氧聚 换 (如M 或Fe2取代A13+，Li取代M ) 合物 土纳米复合材料。当粘土含量为 5％时， 产生了负电荷；为了保持电中性，这些过剩的负 复合材料的玻璃化转变温度与纯的环氧聚合物相 电荷将吸附片层间的碱金属或碱土金属阳离子。 近。但在 5O℃和240℃时，其储存模量分别提 蒙脱土片层 间通常吸附有 Na、K 、Ca2、 高了30％和 150％引【。冯猛等人研究了氨基硅烷 M 等水合阳离子，它们很容易与有机或无机 偶联剂对蒙脱石的修饰改性，并和长链烷基硅烷 阳离子进行交换…。层状硅酸盐具有亲水性， 偶联剂作对比，发现氨基硅烷偶联剂表面修饰改 而聚合物具有亲油性，为了增加二者的相容性， 使聚合物插入层状硅酸盐的片层间，常用有机或 修改 日期：20o5一O8—16。