氨基硅烷偶联剂表面改性SiC微粉的研究.pdfVIP

亿 与生物 Z程 2008。VoI．25 No．1 田 ChemistryBioengineering 氨基硅烷偶联剂表面改性SiC微粉的研究 吉晓莉。郑彩华。魏 磊。邓明进 (武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，湖北武汉 430070) 摘 要：采用3种氨基硅烷偶联剂WD-50、WD-52和WD-57对SiC微粉进行表面改性，制备出高固相含量、低粘度的 SiC料浆，并通过红外光谱分析了SiC微粉改性前后的表面特性。结果表明，采用偶联剂 WD-52改性的SiC微粉固相体 积含量达到54．5 、料浆稳定性显著提高且粘度降低，与偶联剂WD-50和WD-57相比，WD-52的改性效果最好。 关键词：SiC；偶联剂；表面改性 中图分类号：TQ 174 文献标识码：A 文章编号：1672—5425(2008)01—0021—03 SiC由于其良好的高温特性、较低的热膨胀系数、 将SiC微粉置于5 盐酸溶液中搅拌 24 h，然后 较高的热传导率而广泛应用于高温结构工程领域。传 用去离子水反复清洗，直至电导率不变，接着将料浆抽 统的成型方法难以制备形状复杂、可靠性高的陶瓷元 滤、烘干。以甲苯为介质溶剂，取处理后的SiC微粉在 件，而新型胶态成型技术，如凝胶注模成型 和直接 温度为9O℃的水浴中与偶联剂反应 5 h，抽滤、烘干， 凝固成型L4 则可以解决其可靠性低的缺点并能近净 制得改性SiC微粉。 尺寸成型复杂形状的制品，且制品结构均匀。新型胶 1．3 测试与表征 态成型技术的关键是制备高固相含量、低粘度、均匀稳 采用20SX型傅立叶变换红外光谱仪(美国Nico— 定的陶瓷料浆。通过对SiC微粉进行表面改性可以使 let公司)测定改性前后SiC微粉的表面特征。 其满足新型胶态成型的需要，提高材料的性能。SiC 采用BDL—B型 Zeta电位仪测定粉体的Zeta电 微粉表面改性的方法主要有酸洗提纯法、无机改性法 位，用HC1和NH。·H。O调节悬浮液的pH值。 和有机改性法等，其中有机改性法是目前主要采用的 采用沉降实验表征料浆的悬浮稳定性，将 1O 的 方法。作者采用氨基硅烷偶联剂对SiC微粉表面进行 水基SiC料浆倒人1o mL试管中静置沉降，以浊液高 有机改性，通过氨基的引人改变SiC微粉的表面亲水 度来表征沉降高度。 性，制备出了高固相含量、低粘度的SiC料浆。 采用BROOKFIELD DV—II+型粘度计测定料浆 的流变特性。 1 实验 2 结果与讨论 1．1 原料与试剂 SiC微粉(颗粒粒径为d 。===1．17 m)，山东潍坊 2．1 改性 SiC微粉的表面结构分析 新方磨料磨具有限公司，其化学成分见表1。 图1和图2分别是改性前和 WD-50改性后 SiC 微粉的红外光谱图。 表1 SiC微粉的化学组成／％ Tab．1 The chemical composition of SiC powder／％ 3种偶联剂的分子式分别是： WI)_50，(CH 3CH2O)3SiCH2CH2CH2NH2； W 52，(CH3CH2O)3SiCH2CH2CH2NHCHzNH2； Wavenumber／cm。 WI)_57，(CH