Các hợp chất ghép cơ silic (silane coupling agent) phản ứng với silica qua 3 giai đoạn gồm: giai đoạn thủy phân, ngưng tụ và tạo thành liên kết. Các hợp chất ghép cơ titan với ưu điểm hơn là có thể phản ứng trực tiếp với các bề mặt có proton tự do mà không cần qua giai đoạn thủy phân [91-93]. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất phản ứng ghép được trình bày trên hình 3.3 và 3.4.
Hình 3.3. Sự phụ thuộc của hiệu suất ghép vào nhiệt độ phản ứng
ghép KR-12 lên bề mặt nanosilica. Điều này cho thấy phản ứng của KR-12 với nhóm hydroxyl trên bề mặt nanosiica tương đối thuận lợi, cần năng lượng hoạt hóa thấp, phản ứng có thể xảy ra tốt ở nhiệt độ phòng.
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng ghép được tiến hành ở nhiệt độ 30 oC, hàm lượng KR-12 là 15 %. Kết quả cho thấy ở giai đoạn đầu, khi phản ứng tiến hành được 15 phút, hiệu suất ghép đạt 12,2 % chứng tỏ phản ứng ghép giữa nhóm hydroxyl trên bề mặt hạt nanosilica và nhóm propoxyl trong KR-12 xảy ra khá nhanh, tiếp tục kéo dài thời gian lên 45 phút, hiệu suất ghép tăng nhẹ, đạt 13,16 %. Khi tiếp tục tăng thời gian phản ứng, hiệu suất ghép tăng chậm, phản ứng ghép đạt bão hòa. Như vậy, có thể xác định được thời gian phản ứng thích hợp là 45 phút.
Hình 3.4. Sự phụ thuộc của hiệu suất ghép vào thời gian phản ứng
Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ghép KR-12 vào nanosilica K200, lựa chọn các điều kiện phản ứng ghép thích hợp: nhiệt độ 30 oC, thời gian phản ứng 45 phút, hàm lượng KR-12 phản ứng 15 % (ký hiệu là m- nanosilica), để tiếp tục nghiên cứu các đặc trưng tính chất hóa lý hình thái cấu trúc của vật liệu nanocompozit.