CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Lớp màng sơn epoxy sử dụng chất tạo màu ống nano TiO2 biến tính
1.1.2 Biến tính silane
Các hợp chất silane được sử dụng rộng rãi nhất là các axit hữu cơ chứa một hợp chất hữu cơ và ba nhóm thế X. Cấu trúc tổng quát của một hợp chất silane được thể hiện ở Hình 1.3.
Hình 1.3. Cấu trúc của hợp chất silane
Bảng 1.2. Một số các alkoxisilane được sử dụng phổ biến
Methyltriethoxysilane (MTES)
Vinyltrimethoxysilane (VTMS)
3-aminopropyl triethoxysilane (APTS)
Phenyltrimethoxysilane (PTMS)
Phenylaminomethyltrimethoxysilane (PAMTM)
Trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (TEPAP)
Các nhóm thế hữu cơ có thể chứa một nhóm chức hữu cơ –R (Bảng 1.2), mà cũng có thể là một nhóm chức khơng thủy phân đơn giản (ví dụ, Si-CH3) hoặc polyme hóa các monome, chẳng hạn như nhựa vinyl, methacryl hoặc các nhóm epoxy. Những nhóm chức hữu cơ tạo điều kiện liên kết cộng hóa trị với phân tử hữu cơ khác. Các nhóm phản ứng có thể là một nguyên tử hydro (silic hydrua), các chất dẫn xuất halogen-silicon (ví dụ, một chlorosilane), hoặc các nhóm alkylxycilan có khả năng thủy phân. Các dẫn xuất này có thể được sử dụng để liên kết cộng hóa trị với một số phân tử nhất định hoặc các chất nền vô cơ. Ưu điểm của các dẫn xuất silane này là thúc đẩy sự liên kết của một phân tử hữu cơ với một hạt vô cơ, bề mặt, hoặc chất nền.
Theo nhiều cơng trình nghiên cứu [64], [65], [66], [67], [68], [69], [70] về biến tính bề mặt hợp chất vơ cơ thì phản ứng giữa các hợp chất silane với TiO2 có thể xảy ra theo cơ chế 2 giai đoạn ( Hình 1.4) như sau:
- Giai đoạn 1: Thủy phân hợp chất silane tạo thành nhóm silanol. - Giai đoạn 2: Ngưng tụ silanol thành oligome, hình thành liên kết hidro giữa các oligome với nhóm OH trên bề mặt TiO2.
Hình 1.4. Cơ chế phản ứng silane hóa 2 giai đoạn trên bề mặt TiO2.
Sau khi được biến tính bề mặt, các hạt TiO2 sẽ xuất hiện các nhóm chức của phân tử silane trên bề mặt của chúng. Chính bề mặt của các hạt TiO2 được biến tính đã cải thiện khả năng tương tác pha với chất nền polyme thông qua các tương tác giữa polyme và các nhóm chức trên phân tử silane ngăn cản quá trình tái kết tụ của các hạt (Hình 1.5), đồng thời làm cho hỗn hợp có độ nhớt thấp hơn so với các hạt TiO2 không được xử lý. Điều này làm cho quá trình gia cơng trở nên dễ dàng hơn, độ đồng nhất cao hơn và chất lượng bề mặt sản phẩm tốt hơn.
Hình 1.5. Cơ chế bảo vệ tái kết tụ các hạt chất độn của hợp chất silane [71]. Trong nghiên cứu này, APTS được chọn là tác nhân gắn kết cho nhựa epoxy với Trong nghiên cứu này, APTS được chọn là tác nhân gắn kết cho nhựa epoxy với ống nano TiO2 và sử dụng cơ chế để giải thích và đánh giá cho các kết quả thực nghiệm.
APTS ở dạng lỏng, trong suốt khơng màu, có khối lượng riêng 0,946 g/mL, khối lượng mol là 221,37 g/mol. Nhiệt độ sôi là 217 oC tại áp suất 760 mmHg. Nhiệt độ hóa rắn nhỏ hơn -70 oC.