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硅溶胶有哪些改性应用?

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硅溶胶有哪些改性应用?

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【摘要】:
 硅溶胶是纳米二氧化硅颗粒分散在水(或有机溶剂)中形成的胶体分散体,也称为硅酸溶液。硅溶胶是无色或乳白色透明液体,是一种性能优异的纳米材料,其特殊的高分散性、高阻燃性和隔热性等优异性能被广泛应用于精密铸造行业、纺织行业、催化行业、造纸和涂料行业。

  硅溶胶是纳米二氧化硅颗粒分散在水(或有机溶剂)中形成的胶体分散体,也称为硅酸溶液。硅溶胶是无色或乳白色透明液体,是一种性能优异的纳米材料,其特殊的高分散性、高阻燃性和隔热性等优异性能被广泛应用于精密铸造行业、纺织行业、催化行业、造纸和涂料行业。

  虽然硅溶胶具有许多优异的性能,但其稳定性和粒径很难控制。因此,当它作为原料制备相关化工产品时,产品的物理和化学性能如韧性和稳定性可能不足。传统的硅溶胶通常存在易开裂、干燥慢、稳定性差、疏水性差等缺点。随着其应用范围的不断扩大和应用要求的不断提高,传统硅溶胶已经不能满足工业发展的需要,因此有必要采取一定的措施对传统硅溶胶进行改进。一般来说,改性是通过某些手段提高稳定性,改变表面带负电的硅羟基(-Si—OH)的特性,从而改善性能。

  硅溶胶的改性方法有两种:化学改性和物理共混。化学改性可以获得较好的性能,而后者由于没有化学键形成,稳定性较差。常见的化学改性方法有金属离子改性和硅烷偶联剂改性。

  金属离子改性:这种方法利用金属离子对硅溶胶表面进行改性,可以有效提高硅溶胶的稳定性,制备高稳定性的硅溶胶。改性的目的是加入带负电的无机粒子,提高硅溶胶的电负性,从而大大提高硅溶胶的稳定性。此外,硅溶胶经金属改性后,金属离子进入固定层,降低了电位,使胶束的水化层变薄,从而有效降低了硅溶胶的凝胶浓度,提高了干燥速率。因此,这种性能可以用来制备快干涂料。

  硅烷偶联剂改性:这种方法结合了无机和有机材料的特性对其进行改性。无机材料具有强度高、硬度高、耐老化性好等优点,但也存在脆性大、韧性差、表面官能团相对单一等缺点。有机材料通常具有良好的弹性、韧性、可加工性等优点,但也有一些缺点,如耐高温、耐老化、耐溶剂稳定性差等。用硅烷偶联剂对硅溶胶进行改性,有效地防止了硅溶胶颗粒的团聚。所制备的有机-无机杂化材料兼有有机和无机材料的优点,甚至产生了单一材料所不具备的新性能。

  但目前改性存在一些问题:不同功能的金属离子种类有待开发,硅烷偶联剂种类较少,有机相与无机相的杂化程度不理想,有待提高。随着改性体系的进一步发展和完善,硅溶胶的应用价值还可以拓展到新的领域,实现更多样化、更高标准的工业要求。