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正硅酸乙酯制备硅溶胶原理
水解反应
(C2H5O)3Si—OC2H5+H2O——(C2H5O)3Si—OH+C2H5OH
失水缩聚:
(C2H5O)3Si—OH+HO—Si(OC2H5)3————(C2H5O)3Si—O—Si(OC2H5)3+H2O
失醇缩聚:
(C2H5O)3Si—OC2H5+HO—Si(OC2H5)3————(C2H5O)3Si—O—Si(OC2H5)3+C2H5OH
加入乙醇的目的是:
正硅酸乙酯在水中的溶解度非常小,但能溶于乙醇中,因此用乙醇作溶剂,形成三元互溶体系,以有利于水解和
缩聚反应的进行。
硅溶胶的制备
实验材料
正硅酸乙酯，去离子水，无水乙醇（溶剂），催化剂（盐酸，氨水）。
实验仪器
电磁搅拌器，酸度计，烧杯，量筒，锥形瓶（待定）
实验步骤
配方
药品用量比
正硅酸乙酯1
无水乙醇13.6
水10
盐酸（或醋酸）调解ph在1.5~1.8
原料摩尔配比TEOS:EtOH：H2O：HCL(0.1M)=1:3.8:6.4:0.085
步骤（有待改进）：
1.向圆底烧瓶中加入乙醇和水，
2.然后滴加一定量的正硅酸四乙酯,搅拌90min
1硅溶胶的性质
硅溶胶外观为乳白色半透明的胶体溶液,多呈稳定的碱性,少数呈酸性。硅溶胶中SiO2的浓度一般为
10%～35%,浓度高时可达50%。硅溶胶粒子比表面积为50～400m2ög,粒径范围一般在5～100nm,即
处于纳米尺度,与一般粒径为0.1～10Lm的乳液相比,其颗粒要小得多。硅溶胶的胶团结构用以下化学式
表示
{[SiO2]mnSiO2-2(n-x)H+}2x-·2xNa+,
胶核吸附层扩散层
胶粒(反离子)
胶团
m,n很大,且m《n。
硅溶胶具有如下特点:
1)硅溶胶是低粘度的胶体溶液,分散性好,可充分浸入充填到固体物,特别是多孔性物质中,并使其表面
平滑;
2)硅溶胶具有良好的粘接性,通过干燥或烧结,可形成坚固的膜,不仅成膜温度较低,而且一旦成膜就不会
再溶解在水中和变质;
3)硅溶胶粒子表面的硅醇羟基和吸附水可提高润湿性,通过金属离子取代硅溶胶中的部分硅原子可控制硅
溶胶的带电性;
4)硅溶胶具有优良的反应性,并能在均相进行,通过与有机树脂的均匀混合,可改进其机械、光学及电性能。
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