金屬醇鹽均相改性硅烷溶液的水解及成膜性能研究.pdf

1、硅烷膜在電分析化學、生物傳感器、光學器件及金屬表面防護性預(yù)處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在金屬表面防護性預(yù)處理方面，硅烷化方法已成為近年來取代鉻酸鹽鈍化、磷酸鹽轉(zhuǎn)化等傳統(tǒng)環(huán)境污染型預(yù)處理工藝的研究熱點之一。然而，由于硅烷膜自身厚度?。ㄍǔＶ挥袔资綆装偌{米），機械強度低等原因限制了其防護性能的應(yīng)用。針對硅烷膜自身不足，已有許多工作致力于達到提高膜層防護性能的效果，其共同特點在于：屬于異相改性方法促進硅烷成膜，且改性處理工藝過程復(fù)雜、成本較高

2、。本文首次采用均相改性方法促進硅烷成膜，即在硅烷水解初始階段加入少量金屬醇鹽，在其與硅烷的共水解過程中催化硅烷單體的水解及生成硅醇的縮合，進而促進其在基體表面成膜，為提高硅烷膜防護性能的研究提供了一個新思路、新方法。本文主要研究工作包括：
　　 ⑴以極少量的鈦酸四正丁酯(TBOT)為改性劑，改性甲基三甲氧基硅烷（MTMS）溶液并在基體表面成膜。溶液研究發(fā)現(xiàn)，TBOT對MTMS水解過程有著極大的催化作用：在水解初期，TBOT催化硅

3、烷單體生成硅醇的速度非?？欤磺覍ι晒璐贾g的縮合也有著非常明顯的促進作用。采用簡單浸涂方法所得硅烷膜厚度增大，致密性、疏水性增強，耐蝕性能也大大提高。阻抗測試表明，在實驗研究濃度范圍內(nèi)，所制得硅烷膜的耐蝕性能隨著添加劑TBOT含量的增大而增加，隨后保持不變。膜層的耐蝕長效性能良好，強腐蝕介質(zhì)中服役～5天后，防護性能保持不變；弱腐蝕性介質(zhì)中浸泡實驗表明，該膜層對易腐蝕基體鍍鋅鋼耐蝕性的提高也十分明顯。
　　 ⑵研究了鋯酸四正丁酯

4、(TBOZ)改性MTMS溶液的水解及成膜性能。通過對TBOZ改性MTMS硅烷溶液化學及在基體上成膜性能的研究，發(fā)現(xiàn)TBOZ的成膜促進能力低于TBOT:相同添加劑含量情況下，TBOZ改性硅烷膜的耐蝕性能較低，需要水解更長時間才能達到相同的防護效果。空白及改性MTMS硅烷溶液長效性（包括經(jīng)長期水解后的溶液化學信息和所得膜層性能）研究表明，所得膜層的耐蝕性能均隨著硅烷溶液水解時間的延長而不斷提高。在對硅烷溶液化學及膜層性質(zhì)的研究基礎(chǔ)上，提出了