水性含氟聚氨酯纳米SiO2复合乳液的研究(5)
1.2.2 纳米二氧化硅的制备
制备纳米 SiO2的方法主要有气相法、沉淀法、溶胶凝胶法等。
化学沉淀法是目前生产纳米二氧化硅最主要的方法。这种方法的基本原理是利用金属盐或碱的溶解度， 调节溶液酸度、温度、溶剂， 使其产生沉淀， 然后对沉淀物进行洗涤、干燥、热处理制成超细粉体[5]。
可以采用硅酸钠和氯化铵为原料，以乙醇水溶液为溶剂， 采用化学沉淀法制备得到纳米SiO2 [6]。将去离子水与无水乙醇以一定浓度混合盛于三口瓶中， 加入一定质量的硅酸钠和少量分散剂， 置于恒温水浴中， 凋节至40±1℃， 搅拌状态下加入氯化铵溶液， 即出现乳白色沉淀， 洗涤， 抽滤， 100℃烘干，置于马弗炉450 ℃焙烧1h， 得到白色轻质的SiO2 粉末。所得SiO2 颗粒为无定形结构， 近似球形， 粒径30～50nm， 部分颗粒间通过聚集相互联结， 表面有蜂窝状微孔。
以水玻璃(模数为3.3)和盐酸为原料，在超级恒温水浴中控制在40～50℃ 左右进行沉淀反应， 控制终点pH 值5～6， 得到的沉淀物采用离心法洗涤去掉Cl-， 然后在110℃下干燥12h， 再于500℃进行焙烧即可得到产品。制得SiO2粒径在50～60nm， 比表面积大，分散性好。
化学沉淀法具有原料来源广泛、价廉， 能耗小， 工艺简单， 易于工业化等优点， 但同时也存在产品粒径大或分布范围较宽的问题。
1.2.3 纳米二氧化硅的分散
由于纳米SiO2的吸水性、表面的重新结合及粒子间的相互聚集而发生团聚。因此，必须对其分散或改性。根据分散方法的不同，可以分为物理分散和化学分散。
（1） 物理分散改性
物理改性是采用粉碎、磨擦等方法，利用机械应力(如高速剪切机)对粒子进行表面激活，改变其表面的晶体结构，使分子晶格发生位移、内能增大等，对其进行表面改性；或利用超声波的强冲击波或微射流等减小纳米SiO2间的相互作用力，防止它们之间的团聚。为了得到较好的分散效果，可在机械分散时加入适量分散剂或表面活性剂。
（2） 化学改性分散
化学改性分散就是通过化学反应赋予纳米SiO2粒子表面一定的有机化合物膜(即对表面羟基进行包覆)，降低纳米SiO2表面的羟基数量，提高纳米粒子在有机基质中的分散性。
1.3 水性聚氨酯纳米SiO2复合乳液
纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应等特殊性质，将聚氨酯良好的物理机械性能和可加工性能，与纳米材料具有的特殊性质相结合，除了能提高水性聚氨酯的耐水耐溶剂性和机械性能以外，还赋予了聚氨酯材料紫外屏蔽、耐磨、隔热、吸波、导电等功能特性[7]。近年来聚氨酯纳米复合材料引起了高度重视，由于纳米SiO2颗粒尺寸小、分子状态又呈三文网状结构，而且表面羟基含量较高，能与异氰酸酯以及聚氨酯中的基团发生键合作用，从而可以实现对聚氨酯的性能的改善。纳米材料改性水性聚氨酯的制备方法主要有：溶胶-凝胶法、原位聚合法、机械共混法、插层法、辐射合成法、自组装技术制备法等。现对研究和应用比较多的方法做简单介绍。
1.3.1 原位聚合法
原位聚合又称就地聚合，在柔性聚合物或其单体中混入刚性单体后，再就地聚合。生成的刚性聚合物分子均匀地分散在聚合物基体上而形成原位分子复合材料。例如，利用SiO2、TiO2表面羟基的高反应活性与偶联剂反应，接枝到水性PU 基质中，从而实现对水性PU 的纳米改性。该方法反应条件温和，无纳米粒子沉淀，粒子在聚合物中均匀分散。
上一篇：酸性电解液中锌镍合金电沉积研究
下一篇：低温导电油墨的制备+文献综述