有机—无机杂化亲水涂层的制备及性能表征

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1、大连理工大学硕士学位论文有机—无机杂化亲水涂层的制备及性能表征姓名：杨振坤申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马学虎20070601大连理工大学硕士学位论文摘要无机／有机杂化材料是指将无机和有机材料以一定的方法键合在一起而得到的一种新型复合材料。由于这类材料能综合无机和有机材料的优良性能于一体，所以其在光电子产业、信息产业及其它科技领域具有广泛的应用前景。在众多杂化材料中Si02／PAA杂化材料具有非常好的亲水性、耐水性、光学透明等优良性能。但是作为两种性能迥异的组分之闻的复合产物SJ02／PAA杂化材料在制各过程中常出现分相问题，对材料的性能

2、产生很大的影响。因此，如何避免分相，制备出分子级复合的杂化材料，成为材料学领域的一个重要研究课题。本文采用聚丙烯酸钠为有机相前驱体，正硅酸乙酯(TEOS)为无杌相前驱体。同时加入偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)，使有机物与无机物通过化学键键连，通过溶胶一凝胶法制备出了分子级复合的Si02，ⅣA杂化材料。详细研究了无机相，有机相比例、反应介质等工艺参数对杂化材料性能的影响。用所合成的杂化材料制备出了亲水涂层，并对涂层的相关性能进行了研究。．在TEOS水解制备si02溶胶的研究中发现，不网水解配比对最终产物的形态和结构有很大的影响：当TEOS：ET

3、OH：H20=1：6：6时性能最佳。通过向杂化材料溶胶体系中引入偶联剂，可以在有机相与无机相之间引入化学键，进而减少了杂化材料出现宏观上的相分离．深入研究了SiOTJPAA杂化材料涂层与基体结合力、耐水性、固化性能和接触角与体系中TEOs和偶联剂含量的关系。通过对Si02／PAA杂化材料溶胶体系的贮存稳定性和粘度，以及涂膜的亲水性的影响因素的研究，确定了反应体系PH值为3,5，乙醇和水的用量与正硅酸乙酯单体量的摩尔比均为6：1较为合适，偶联剂的加入量为3％质量分数。FTnLSEM和接触角等表征手段的综合分析结果表明，本文所制备的材料是一种分子级复合、

4、具有较好的初期亲水性和持续亲水性、与基体结合力强的杂化材料涂层。关键词：无机／有机杂化材料；溶胶一凝胶法；偶联剂；接触角有胡·无机杂化亲水涂层的制备及性能表征PreparationandCharacterizationoforganic—inorganichybridhydrophiliecoatingAbstractOrgnnic／inorganichybridmaterialisanewtypecomposite，inwhichinorganiccomponentsbindtoorganiccomponentsvia$omemethod．Beca

5、usethis1(indmamriMcallshowgoodpmportiesoforganicandinorganiccomponents，ItwillbewidelyusedinthefieldsofoptoelectromcindusUy,informationindustryandsomeotherscienceandtechnology．Si02／P从hybridmaterialhasagoodhydrophilic。badwater-solubility,opticsclarity．Butphaseseparationisoftenfou

6、ndintheprocessofSi02／PAAhybridmaterialpreparation,whichwilleffectgreatlyonthehybridmaterial。Sproperties．Theextensiveapplicationsofhybridmaterialsdependonimprovementofmorphologyofthephaseseparationorthecomponentsofhybridmaterialdisperseinmolecularscale．Si02／PAAhybridmaterialhasb

7、eenpreparedviatheSol-GelprocesswithTEOSasinorganicprecursor,PAAitsorganicprecursors，simultaneousloadinginsiliconcouplingagentA·151，Organic／inorganicconnectedwithchemicalbona,viaSol-Gelprocessmadeahybridcoatinginmolecularscale，Theeffectsofthemolarratiooforganic／inorganic，solvent

8、andothersynthesisparametersonthepropertiesofhybridmate