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能引入亲水基团的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-12 22:48:56
能引入亲水基团的扩链剂就是亲水扩链剂,能引入亲水基团的扩链剂仅在水性聚氨酯中使用。按亲水扩链剂含有的离子基团所带电荷的不同可将离子化试剂分为阳离子型和阴离子型两种。

当前,不少研究者在以上方法的基础上进一步合成了结构特殊的PUA复合乳液。如M. Hirose et al采用含羟基的丙烯酸酯单体在PU上引入双键形成PUA核壳结构。通过控制PU链段和PA链段上的亲水基团含量,使得各自链段的亲水憎水性发生改变,可以控制形成的复合乳液是PU核心,还是PA核心。

作者在PA段引入一定比例羧基,而PU段不采用能引入亲水基团的扩链剂。结果形成憎水PU链段卷曲成核,亲水性的PA段分布在壳层其亲水基团伸向水相的稳定的A/U乳液颗粒。

目前二氧化硅的生产方式以亚微米级粒径为界,二次聚集体亚微米级以上的二氧化硅生产方式有燃烧法和沉淀法,均已实现商品化,各种比表面积、吸附值、表面性质不同的产品都有销售。纳米级的产品真正实现生产化的只有硅溶胶,制备分散性能稳定、特殊表面性能的SiO2纳米颗粒是当前材料学的重要研究课题。

燃烧法(fumed silica)或称为气相法。使氢气和氧气以一定比例混合通过SiCl4容器带出SiCl4的蒸汽,点火燃烧生成水,水蒸气使得SiCl4在气相水解生成烟雾状SiO2。

将SiO2沉降并收集,得到颗粒很细,表面活性很高的SiO2,称为气相法二氧化硅(Fumed silica)。气相法二氧化硅具有显著的触变增稠和补强特性,这些特性源于表面大量的活性羟基作用。

在非氢键键合体系中,二氧化硅聚集体颗粒和颗粒之间通过氢键键合形成稳定的网络结构,提高了粘度。中等氢键体系(如聚氨酯,醇酸,高分子量醇、胺、酰胺、醚)或高等氢键体系(如多元醇,酸,低分子量醇、胺、酰胺、醚,氧化物)中的其它基团也可与表面羟基形成氢键作用,某些多官能团物质同时与几个二氧化硅聚集体成键,形成凝胶,严重时絮凝。

沉淀法。在水玻璃的弱碱溶液中加酸把SiO2沉淀出来。此法得到的沉淀法二氧化硅二次颗粒大,一般在1~50um之间,表面羟基活性低,但成本低,具有不同比表面积、孔容、孔径分布的产品均有商品销售。



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降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


Bonstra BB等详细研究了沉淀法二氧化硅的表面结构为四层。内核是SiO2结构单元,Si–O–Si(syloxane groups)和硅醇基Si–OH(silanol groups)紧紧分布在临近表面。外层是以氢键吸附的的水分子。

最外层是以物理吸附存在的水分子。当加热到105℃时,物理吸附的水分子先脱附。105~200℃间氢键吸附的的水分子脱附。有氢键作用的邻位硅羟基在200~600℃范围内缩合。孤立硅羟基热力学十分稳定,需要1000℃下处理数小时。

近年来用超细材料制备的新型材料在复合、催化、光学、吸附、功能涂料和化妆品等方面所表现出来的独特性能引起了人们广泛的兴趣。由于纳米颗粒表面原子比例很高,表面活性大,制备分散性能稳定、分散粒径均一的纳米颗粒是当前材料学的重要研究课题。

典型制备纳米级二氧化硅颗粒的Stober法。Stober硅醇盐水解法虽然可对表面进行一定的钝化处理,但所得无机相粒径在小于50nm时分布无法控制,且制造成本过高。如Si(OMe)4在MeOH中于氨水和表面钝化剂(Me3Si)2NH或(SiMe2O)3存在下水解制得。

所得SiO2表面羟基已被钝化的硅有机基团置换,颗粒增长受制。所得产品颗粒细,BET高达600m2/g,疏水性能很好。据称已有商品化产品,称为憎水湿法成型(wet process hydrophobic silica)。

Bird法制的硅溶胶制造成本低,但纯度差,表面羟基活性过高,使用中容易团聚。硅溶胶是硅酸的超微粒子在水中的分散体,在制备过程中,为防止颗粒自行凝聚,常加入一定量的NH4+或Na+稳定剂。球形结构的硅溶胶颗粒,内部是Si02的多聚体,表层则含有许多硅醇基。

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