Surface modification of colloidal silica nanoparticles without disrupting the electric double layer of nanoparticles is a major challenge. In the work, silane was employed to modify colloidal silica nanoparticles without inducing bridge flocculation obviously. The effect of pH value of the silica sol, the amount of silane in feed, and reaction temperature on the graft amount and the final size of modified particles was investigated. The increased weight loss by TG and the appearance of $T_2$ and $T_3$ except for $Q_2$ and $Q_3$ signals by CP/MAS $^{29}Si$ NMR of the modified samples verified the successful grafting of silane. The graft amount reached 0.57 mmol/g, which was slightly lower than theory value, and the particle size remained nearly the same as unmodified particles for acidic silica sol at the optimum condition. For alkaline silica sol after modification, aggregates composed of several nanoparticles connected together with silane moleculars as the bridge appeared.
He, Wentao;Yao, Yong;He, Min;Kai, Zhang;Long, Lijuan;Zhang, Minmin;Qin, Shuhao;Yu, Jie
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권1호
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pp.112-116
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2013
Surface modification of montmorillonite (MMT) with 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane (3GTO) in mild methanol/water mixture has been investigated in detail. The influence of reaction conditions (including silane concentration in feed, reaction time and reaction temperature) on the grafting amount and yield of silane, and further on the grafting pattern of silanes was studied by thermogravimetric analysis, elemental analysis, X-ray diffraction (XRD) and BET. Higher silane concentration, longer reaction time and higher reaction temperature are all benefit to higher grafting amount. When the grafting reaction was performed with 3 mmol/g silane concentration, at $90^{\circ}C$ for 24 h, the grafted amount and yield of silane reached 1.4443 mmol/g and 30%, respectively. Based on the XRD and BET data analysis, a speculation that the grafting pattern of silanes was concentration dependence was proposed.
본 연구에서는 바이오매스 부산물을 바이오 플라스틱에 첨가할 수 있는지 여부를 찾고자 바이오매스 부산물인 왕겨, 옥 피, 밀박, 대두박에 대해 일반성분을 조사하였다. 그리고 왕겨에 대해 분체화, 표면 개질 특성을 조사하였다. 부산물 중에서는 왕겨의 입도가 6.44 ㎛로 가장 적합하였으며, silane 처리 후 ESO(Epoxidiz soybean oil)와 3-aminopropyl triethoxysilane를 1:1로 혼합한 용액을 2% 첨가 시 표면개질 상태가 가장 우수하였고, SEM에 의한 입자형상도 가장 좋은 것으로 나타났다. 따라서 ACM(air classifying mill) 처리한 왕겨를 silane 처리한 후 혼합용액을 2% 첨가하는 것이 표면이 개질된 바이오플라스틱 원료로 첨가하여 사용할 수 있을 것으로 사료되었다.
본 연구에서는 polyamide계 방향족 역삼투막이 염소 라디칼에 의해 polyamide 결합이 분해되어 염배제율이 급격히 감소되는 반면 수투과도는 증가되는 것을 확인하였다 이러한 polyamide 역삼투막의 염소에 대한 저항성을 향상시키기 위해서 불소기 함유 실란커플링제(fluorine-containing silane coupling agent, FSCA)를 이용하여 역삼투막 표면 개질 후 막에 대한 표면 특성 및 내염소성 변화를 관찰하였다. 그 결과 FSCA의 농도가 증가될수록 막 표면이 dense하게 도포되었으며, 원소분석을 통해 FSCA가 부착되어 있음을 확인하였다. 또한 개질한 막 표면 조도는 감소되고 표면의 소수성이 증가됨을 접촉각의 증가로 확인 할 수 있었다. 이 결과를 종합하여 볼 때, 역삼투막을 FSCA로 표면개질 함으로써 개질막의 염소에 대한 저항성을 향상시킬 수 있었다.
본 연구에서는 염색 염료 산업의 폐수 처리 및 재활용 공정에 분리막을 적용하고자 실란 커플링제를 이용하여 상용화된 나노복합막을 표면 개질하였다. 실란 커플링제는 말단 관능기가 다른 octyltrimethoxysilane (OcTMS)와 (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS)을 사용하였으며, 표면 개질을 통해 염료 분리 및 내오염성을 향상시키고자 하였다. XPS, FE-SEM, EDX 분석을 통하여 막 표면의 화학 구조 변화 및 실란 적층을 확인하였고, AFM 분석을 통해 개질막의 표면 모폴로지를 확인하였다. Zeta potential을 통해 실란 개질 막이 상용막 대비 표면 전하가 중성으로 변하는 것을 확인하였다. 그 결과, OcTMS와 APTMS로 개질한 막의 내오염성은 NE70에 비해 약 2배 이상 향상되었다. 또한, 실란으로 표면 개질한 나노복합막은 음이온 염료(Orange II) 용액에서 약 90% 이상, 양이온 염료(Safranin-O) 용액에서 약 98% 이상의 염료 제거율을 나타내어 양이온 염료 용액 처리에 적합한 것을 확인하였다.
The influence of a silane layer on the performances of polymer light emitting diode(pLED)s has been studied. Glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPS) with an epoxy functional group was used as a surface modifier for ITO substrates. The GPS layer was inserted between an ITO and a poly(3,4)-ethylenedioxythiophene/polystyrenesulfonate(PEDOT) by wet process and the performances of PLEDs were investigated. The introduction of GPS layer increased the brightness and efficiency of PLEDs by 30%. In addition, the lifetime of PLEDs was also improved considerably by using GPS as a surface modifier.
The effects of maleic-anhydride-grafted polypropylene (PP-g-MAH) and montmorillonite (MMT) on the wear resistance of polypropylene (PP) were investigated. The surface of MMT was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane, and the interfacial interaction between PP and MMT was improved using PP-g-MAH. Fourier-transform infrared spectroscopy was used to confirm that silane was grafted on the surface of MMT. The Taber abrasion test and scanning electron microscopy were used to determine the wear resistance and observe the surface morphology of PP, respectively, after wear testing. Energy-dispersive X-ray spectroscopy was used to compare the effects of PP-g-MAH and silane modification of MMT on the dispersion of MMT. The results indicated that silane was successfully grafted onto the surface of MMT. Moreover, the wear resistance of PP was improved by the addition of MMT. The wear resistance of PP composites comprising silane-modified MMT and PP-g-MAH was higher than those of other PP composites. This was attributed to silane improving the interfacial interaction between MMT and PP.
유리섬유 번들의 인장강도와 복합재료의 매트릭스수지인 페놀수지와의 접착성을 향상시키기 위하여 관능기를 가진 실란 커플링제와 페놀 수지를 이용하여 표면을 개질하였다. 일반적으로 보강재인 유리섬유의 표면을 화학적으로 개질하므로 복합재료의 특성을 조절할 수 있다. 본 연구에서는 에폭시계인 glycidyltrimethoxysilane(G-silane)과 아미노계 aminopropyltriethoxysilane (A-silane)과 페놀 수지를 사용하여 여러 농도와 온도에서 유리섬유 표면에 1단계 처리 및 2단계 복합처리를 수행하였다. 이 때 열처리 조건이 인장강도를 향상시키는 데 가장 중요하였다. 즉 $170^{\circ}C$에서 처리된 유리섬유의 인장강도가 $10.05g_f/D$로 최대를 나타내었다. 개질 후의 유리섬유 표면은 전자현미경과 적외선분광법을 이용하여 분석하였다. 실란의 종류와 처리 조건에 따른 유리 섬유 기계적 강도에 관한 영향도 고찰하였다.
방향족 폴리아미드 역삼투 복합 박막에 트리알콕시알킬 실란 화합물을 안정적으로 정착시켜 내염소성이 향상된 복합막을 제조하는 방법에 관하여 조사하였다. 실란 화합물의 알킬 그룹의 탄소가 1개인 methyltriethoxysilane (METES)와 8개인 octyltriethoxysilane (OCTES) 표면 개질에 사용하였다. 긴 알킬 체인을 갖는 실란(OCTES)이 정착된 멤브레인의 경우, 일반 폴리아미드 역삼투막 또는 짧은 알킬 체인을 갖는 실란(METES)에 비해 개염소성이 크게 향상됨을 알 수 있었다. 본 연구에서는 표면 분석을 통하여 OCTES 코팅막과 METES또는 상용막과의 내염소성 차이를 설명하고자 하였다. EDX 원소 분석을 통하여 실란 화합물 둘 다 폴리아미드상에 안정적으로 고정되었음을 볼 수 있었으나 표면 조도나 접촉각 분석에서는 긴 알킬 체인을 가진 OCTES가 혐수성에 큰 영향을 주고 있음을 확인할 수 있었다.
It is well-known that the mechanical properties of MMT(montmorillonite) nanocomposites are better than those of conventional composites. In this study, tensile tests were performed to determine the effect of silane modification of MMT and its weight ratio on the tensile properties of MMT/epoxy nanocomposites. It was found that the tensile strength and the elastic modulus of MMT/epoxy nanocomposites increased with increasing weight ratio of MMT. The elastic modulus of silane-modified MMT/epoxy nanocomposites was higher than that of untreated MMT/epoxy nanocomposites, irrespective of weight ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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