Nhiều tác giả khác cũng đã tiến hành biến đổi trực tiếp bề mặt của mica bằng các hợp chất silan trên cơ sở bề mặt tích điện âm của mica. Các phản ứng silan hóa diễn ra trên bề mặt chủ yếu là phản ứng trao đổi ion của các cation silan hoặc các phần mang điện tích dương trên phân tử silan với ion K+, nhằm mục đích trung hòa phần điện tích âm trên bề mặt mica [7].
B. D. Favis và đồng nghiệp [9] đã sử dụng phương pháp phân tích cacbon để xác định lượng cation vinyl benzyl silan (CVBS) hấp phụ trên bề mặt mica. Kết quả cho thấy CVBS có thể hấp phụ khá tốt trên bề mặt mica trong một khoảng pH rộng của dung dịch xử lý và tốt nhất trong môi trường trung tính hoặc axit. Trong một nghiên cứu khác, Favis cũng đã sử dụng CVBS để biến đổi bề mặt của mica và đưa vào polystyren. Sản phẩm
mica đã được biến đổi bề mặt bằng hợp chất silan có khả năng tương tác tốt với chất nền polystyren [10].
C.R.G.Furtado và các đồng nghiệp [3] đã sử dụng bis(3- triethoxysilylpropyl) tetrasunphide biến đổi bề mặt của mica để thay thế một phần oxit silic dùng làm chất độn cho cao su styren butadien. Các tác giả đã chỉ ra rằng, các tác nhân ghép silan đã tăng cường tương tác giữa chất độn với cao su từ đó nâng cao một số tính chất của vật liệu.
Để sử dụng các phiến mica gia cường cho HDPE, Tariq M. Malik đã tiến hành xử lý bề mặt của chất độn bằng α-aminopropyltriethoxysilan và alkoxy trimethacryl titanat. Kết quả cho thấy với các chất độn đã được xử lý bề mặt, tính chất cơ lý của vật liệu đã được tăng lên, đặc biệt là trong trường hợp xử lý bề mặt bằng hợp chất silan [11].
Khả năng hấp phụ của hợp chất silan phụ thuộc vào pH và thực tế là các lớp silan trên bề mặt có thể bị giải hấp nếu được ngâm trong dung dịch chất điện ly cũng cho thấy rằng liên kết của các silan với bề mặt mica là các liên kết tĩnh điện tạo thành do sự hút bám giữa các nhóm amoni và bề mặt tích điện âm của mica. Trong nghiên cứu khả năng hấp phụ của các aminsilan trên bề mặt của mica, Peter Herder và cộng sự đã sử dụng 3- aminopropyltriethoxysilan và N-(N-vinylbenzyl-2-aminoethyl)-3- aminopropyltrimethoxysilan hydroclorit để biến đổi bề mặt của mica. Phân tích các kết quả thu được, các tác giả rút ra kết luận rằng với các bề mặt tích điện cao như của mica thì cơ chế cho sự ghép nối với các aminsilan là các tương tác tĩnh điện với bề mặt tĩnh điện âm trên bề mặt của mica [7]:
Trong khuôn khổ đề tài cơ sở của Viện khoa học vật liệu năm 2008 [12], phòng nghiên cứu vật liệu Polyme và Compozit đã nghiên cứu biến đổi bề mặt của mica bằng 3-aminopropyltrimethoxysilan (3-APTMS) để sử dụng làm chất độn gia cường cho sơn epoxy. Phản ứng silan hóa bề mặt mica được thực hiện theo phương pháp trực tiếp trong dung dịch etanol trong môi trường axit. Đầu tiên, các phân tử silan được thủy phân trong dung dịch etanol, dung dịch được điều chỉnh về môi trường axit để thúc đẩy quá trình thủy phân, đồng thời cation hóa các nhóm amin. Kết quả phân tích nhiệt cho biết quá trình silan hóa trong dung dịch 1% silan đã tạo ra lượng hấp phụ 3,06% 3-APTMS trên bề mặt mica. Kết quả nghiên cứu đã nhận thấy được sự cần thiết của việc biến đổi bề mặt mica bằng các hợp chất silan khi đã làm cho chất độn có thể tương tác tốt với chất nền và làm tăng các tính chất cơ lý của vật liệu.
Trước đó, trong đề tài nghiên cứu cơ sở Viện KH vật liệu năm 2007, phòng nghiên cứu vật liệu Polyme và Compozit cũng đã nghiên cứu biến đổi bề mặt mica bằng hai hợp chất silan là 3-aminopropyltriethoxysilan và vinyltrimethoxysilan. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, mica đã biến đổi bề mặt có khả năng tương tác tốt với chất nền cao su, và tăng cường một số tính chất cơ lý của vật liệu, trong đó các mẫu khoáng mica biến đổi bề mặt bằng hợp chất vinylsilan tỏ ra tương tác tốt với cao su hơn là biến đổi bề mặt bằng hợp chất aminsilan [13].
Chương 2: THỰC NGHIỆM 2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu