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甲基修饰二氧化硅膜的表面自由能与表面结构
  • ISSN号:1001-4381
  • 期刊名称:《材料工程》
  • 时间:0
  • 分类:TQ325[化学工程—合成树脂塑料工业] O484[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049, [2]西安工程大学环境与化学工程学院,西安710048
  • 相关基金:国家自然科学基金(20877062);高等学校博士学科点专项科研基金(20060698002);中国纺织工业协会科技指导性计划(2007056);陕西省教育厅自然科学专项基金(05JK208);陕西省自然科学基金(2005811)资助项目
中文摘要:

以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅源,硝酸为催化剂,制备了甲基修饰的二氧化硅膜,研究了MTES改性二氧化硅膜的表面润湿性与表面结构的关系以及MTES改性二氧化硅膜的吸水率。用已知表面张力的液体测定接触角,按扩展的Fowkes式计算试样的表面张力γs及其三组分值γs^d(色散力)、γs^p(偶极矩力)和ysn(氢键力),用热重分析(TG)法测定二氧化硅膜的吸水率。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的表面自由能显著减小,表面润湿性降低,主要是表面张力中氢键力组分的贡献。x射线光电子能谱分析表明,这是由于二氧化硅颗粒表面sicH。基团增加而Si-O和0H基团减小所致。随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的吸水率降低,疏水性二氧化硅膜的MTES/TEOS摩尔比应大于0.8。

英文摘要:

Silica membranes modified with methyltriethoxysilane (MTES) have been prepared by acid- catalyzed co-hydrolysis and condensation reactions of tetraethylorthosilicate (TEOS) and MTES. The surface wettability, surface structure and water absorbed amount of the silica membranes were investi- gated. The contact angles of the samples were measured, The values of dispersion force γs^d , dipole force )'sp and hygrogen bonding force γsh to the surface tensions for the silica membranes were evalua- ted by the extended Fowkes equation. Mainly because of the contribution of hygrogen bonding force, the surface free energy and surface wettability of the silica membranes decrease greatly with increasing MTES/TEOS ratio. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) shows that the reason was the increase of Si--CH3 functional group and the decrease of Si O and O--H functional groups on the surface of silica membranes. The physisorbed water amount decreases with the MTES/TEOS ratio increased. The MTES/TEOS ratio for hydrophobic silica membrane should be above 0.8.

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期刊信息
  • 《材料工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航空工业集团公司
  • 主办单位:中国航空工业集团公司 北京航空材料研究院
  • 主编:曹春晓
  • 地址:北京市海淀区温泉镇环山村8号
  • 邮编:100095
  • 邮箱:matereng@biam.ac.cn
  • 电话:010-62496276
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4381
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1800/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16726