到颗粒状杀虫剂配方中，会更有效地控制和防止有害物的产生。改
性后的疏水纳米二氧化硅还可以用来生产严格避水的光纤填充料。
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Conclusion
1.目前，纳米二氧化硅的表面改性机理主要是“grafting
from接枝于”和“grafting onto接枝到”两种。 2.主流的改性方法是醇酯法、硅烷偶联剂法以及聚合物接枝法 三种，因此在选择改性方法时，需要考虑制备的目标产物。 3.人们已经对纳米二氧化硅的性质、合成、改性以及应用做了 广泛的研究，其合成和改性方法上都取得了较大的突破，使得 其性能得到不断地改善，新应用也不断的被发现。但很多情况 下，当前的改性方法并不能完全满足使用要求，因此如何选择 更高效的方法仍然需要进一步的研究。
ห้องสมุดไป่ตู้
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After modification
接触角
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Applications
1.橡胶制品
橡胶业是纳米二氧化硅应用的最主要的领域，其中鞋类、轮胎类 制品用量最大。传统的橡胶生产过程中通常依靠炭黑来提高其强度、 耐磨性和抗老化性，但成品均为黑色，应用范围大受限制。未经改 性的纳米二氧化硅添加到橡胶中，也可以取得相当的补强效果(高 硬度、高抗撕性)，但是其恢复形变能力差。改性后的纳米二氧化 硅表面羟基数减少了，从而减少了纳米二氧化硅与橡胶分子之间的 氢键结合，防止了结构化效应的发生。添加改性纳米二氧化硅不但 可以在色泽上改善橡胶制品，而且使橡胶制品物理力学性能(抗撕 裂强度、韧性、耐磨性、耐老化性能)和电学性能(电绝缘性)都有 明显提高。
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Disadvantages
由于纳米二氧化硅的比表面积大、表面能高、凝聚力强、易团聚。 纳米二氧化硅改性有机聚合物存在两个关键问题：
一.是界面问题即无机相与有机相的相容性
二.是分散问题即纳米二氧化硅在聚合物基体中是否均匀分布
表面改性
≈
如何解决
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Modification mechanism
C9H19
O
(CH2CH2O)10SO3NH4 O O
R R
R H2 C H2 C
DNS-86
R R R
n
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Modification methods
对比三种化学改性方法：
（1）醇酯化法因改性剂种类单一，应用范围较为有限； （2）硅烷偶联剂法则是一种最常用、最传统的改性方法，但是其成本相对醇酯 化法较高； （3）聚合物接枝改性法是比较有前途的改性纳米二氧化硅的方法，因为聚合物 的种类多种多样，可以根据具体产品的需要来选择合适的聚合物对纳米二氧化 硅进行表面改性，以达到提高产品性能的要求。如何选择适当的聚合物以及表 面活性剂，合成出具有不同表面性能的改性纳米二氧化硅，以满足产品各种各 样的要求，是聚合物接枝改性法的主要研究方向
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References
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紫外线涂料；应用于防水耐腐蚀涂料；应用于抗刮擦丙烯酸涂料；
应用于隐形飞机、隐形军舰等国防工业领域及其它需要电磁波屏蔽 场所的吸波隐身涂料。
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Applications
4.其他领域的应用 在有机玻璃生产时添加经表面改性的气相法纳米二氧化硅，可以 改善飞机的窗口材料由于高空飞行强紫外线辐射易老化、透明度降 低等缺点。用改性气相法纳米二氧化硅取代传统的冰箱隔热材料 (氨基甲酸醋泡沫)，解决了传统隔热材料的一些问题，得到更好的 隔热效果。改性纳米二氧化硅用作墨粉添加剂时，可以提高墨粉电 量、流动性，更因其良好的疏水性使墨粉抗潮湿性能显著增强。农 业中改性气相法纳米二氧化硅可以添加到除草剂和杀虫剂中。如添 加到二硝基苯胺和尿素混合物中，可以防止这种混合物结块；添加
改 性 前
改 性
后
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Applications
2.塑料制品添加剂 热塑性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑 料，如聚乙烯、聚丙烯等。热塑性塑料应用广泛，往往通过添加无机 颗粒降低塑料制品的成本，同时还可以普及超微细技术和表面改性技 术的应用，对通用塑料还能起到增强增韧和功能化的作用。气相法白 炭黑增韧塑料的增韧原理是无机刚性粒子增韧，它被添加到塑料中后， 可以在不削弱材料刚性的前提下提高材料的韧性，甚至还能提高材料 的刚性。 热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶( 熔) 特性 的塑料，如环氧、不饱和聚酯、酚醛等，是最早实现工业化应用的塑 料品种之一，具有优良的力学特性、尺寸稳定性、良好耐腐蚀性和耐 老化性。然而其韧性和加工性能相对较差，影响其进一步的应用。纳 米材料在改性塑料中的研究与应用，改善了其性能。在环氧树脂中添 加气相二氧化硅可明显改善其脆性，可以克服弹性体增韧而导致的材 料刚性和强度降低的缺陷，达到增强增韧的目的。
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Modification methods
聚合物接枝改性法
聚合物接枝改性法是指有机单体在纳米二氧化硅表面进行单体聚 合的反应。首先表面活性剂与纳米二氧化硅表面羟基作用；其次 加入溶剂化的有机单体；然后单体以表面活性剂为起点发生原位 聚合接枝到纳米二氧化硅表面。改性用有机单体可以选择异戊二 烯、丁二烯和苯乙烯等，改性聚合反应可为均聚或共聚。
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Modification methods
硅烷偶联剂法
用硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅是一种最常用、最传统的改性方法。硅 烷偶联剂（通式RSiX3）是一种具备双反应功能的化学物质，能使聚合物 /纳米二氧化硅的结合界面成为化学键结合，显著提高了纳米二氧化硅的 补强性能。式中R为有机基团，如乙烯基、烷基、环氧基、氨基、甲基丙 烯酞氧基和琉基等，它能与被填充聚合物形成牢固的化学结合；X为能够 水解的有机基团，能与纳米二氧化硅表面的活性羟基缩合形成硅氧烷键， 如甲氧基、乙氧基、氯等
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Applications
3.功能涂料 改性后的纳米二氧化硅表面羟基数减少使其在涂料中能够均匀分 散，并且某些改性剂还能使纳米二氧化硅具有特殊的补强性能，可 参与生产特殊功用的功能涂料。例如，可参与制造应用于医院和家 庭内墙的抗菌防污涂料；应用于需要紫外线屏蔽的物品、场所的抗
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Modification mechanism
“接枝到(grafting onto)”法
将高分子聚合物直接加成到纳米二氧化硅表面，二氧化硅作用类似于自由 基聚合中的链终止的作用。纳米二氧化硅表面含有大量的活性硅羟基，采 用硅烷偶联剂反应之后可在其表面引入氨基、链烯基等活性基团，可与端 基含有异氰酸根(-NCO)、烷氧基和氯硅烷基的聚合物反应，将聚合物大分 子直接引入纳米二氧化硅表面。二氧化硅在体系中起链终止作用。“接枝 到”法可将直接将聚合物接枝到纳米二氧化硅表面，因此表面接枝的聚合 物分子量可控，分子量分布窄，可进行分子设计，将聚合得到的大分子通 过与二氧化硅表面活性基团反应直接引入二氧化硅表面，得到理想的聚合 物接枝二氧化硅。但超支化聚合相对分子质量增大，空间位阻增加，直接 接枝到二氧化硅表面会降低接枝效率，减少接枝链数目。
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Modification methods
热处理方法
热处理方法主要是通过高温使以氢键缔合的连生硅羟基发生脱水 反应形成稳定的键合，从而导致吸附水量降低。这种方法虽然经 济、简便，但是通过热处理仍不能使纳米二氧化硅与有机物的结 合效果得到很好的改善。因此，实际的热处理工艺通常是在200400℃条件下添加含锌化合物进行热处理，或者是先使用硅烷和 过渡金属离子对纳米二氧化硅处理后，再进行热处理。