簡介

(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷（4-Vinylphenyl) trimethoxysilane，簡稱VPTMS）是一種典型的硅烷偶聯(lián)劑，分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)包含兩類關(guān)鍵活性基團(tuán)：一是苯環(huán)對(duì)位的乙烯基（-CH=CH?），可發(fā)生加成聚合等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)；二是硅原子連接的三甲氧基硅基（-Si (OCH?)?），在水或酸 / 堿催化下可水解生成硅羥基（-SiOH），進(jìn)而通過硅羥基的縮合反應(yīng)與無機(jī)材料表面羥基結(jié)合，形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。

(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷

應(yīng)用

無機(jī)材料表面改性

(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷的應(yīng)用是對(duì)無機(jī)材料表面進(jìn)行化學(xué)修飾，解決無機(jī)材料界面相容性差、結(jié)合力弱的問題。在玻璃纖維增強(qiáng)塑料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)中，將VPTMS配制成稀溶液，以乙醇 - 水為溶劑，加少量乙酸催化水解，通過浸泡、噴涂或涂覆方式處理纖維表面。此時(shí)，三甲氧基硅基水解為硅羥基，與纖維表面的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)形成Si-O-Si共價(jià)鍵，而乙烯基則暴露在纖維表面；后續(xù)與環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等基體復(fù)合時(shí)，乙烯基可與樹脂中的雙鍵發(fā)生自由基共聚，顯著提升復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗沖擊性能，減少界面分層現(xiàn)象。

金屬/陶瓷表面改性

(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷可通過硅羥基與鋁、銅、不銹鋼等金屬基材或Al2O3、SiO2陶瓷顆粒表面羥基結(jié)合，在表面形成一層含乙烯基的有機(jī)硅膜。該膜能隔絕空氣和水分，提升金屬的耐腐蝕性。

功能膜與吸附材料制備

以(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷為前驅(qū)體，與正硅酸乙酯通過溶膠-凝膠反應(yīng)，在多孔陶瓷或聚合物支撐體上制備雜化膜。乙烯基可通過后續(xù)聚合調(diào)控膜的孔徑和孔隙率，而硅氧烷網(wǎng)絡(luò)則使膜良好的耐高溫和耐溶劑性能，可用于高溫氣體的分離，或有機(jī)溶劑的滲透汽化分離，分離選擇性較純有機(jī)膜提升2~3倍。將其接枝到聚苯乙烯微球或纖維素纖維表面，再通過乙烯基的加成反應(yīng)引入含氨基、羧基等螯合基團(tuán)的單體。硅氧烷與基材的穩(wěn)定結(jié)合可提升吸附材料的機(jī)械強(qiáng)度和耐酸堿性，用于水中 Pb2?、Cu2?等重金屬離子的吸附，吸附容量可達(dá) 50~100 mg/g，且重復(fù)使用 5 次后吸附效率仍保持 80% 以上[1,2]。

參考文獻(xiàn)

[1]Sabri ,Zahrul F ,Rudi K , et al.Effect of Silane Coupling Agent on the Mechanical Properties of Oil Palm Frond Fiber Composite[J].Key Engineering Materials,2022,663955-60.

[2]Preeth S ,Mahajan S D ,Matt S , et al.Improved adhesion of polyurethane-based nanocomposite coatings to tin surface through silane coupling agents[J].International Journal of Adhesion and Adhesives,2021,(prepublish):102948-.