十六烷基三甲氧基硅烷的主要用途

发布日期:2024/2/20 9:09:41

概述

十六烷基三甲氧基硅烷，长链硅烷基化合物，无色至浅黄色透明液体，低温时为固体，易溶于烃、醚、酮等一般极性或非极性有机溶剂，极易水解缩合形成聚硅氧烷，主要用来处理无机材料。

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以α-十六烯、三甲氧基硅烷为原料，加入铂催化剂和一种液态位阻胺助催化剂，采用硅氢加成方法可以合成十六烷基三甲氧基硅烷[1]。

用途

文献报道的十六烷基三甲氧基硅烷的用途多样，主要集中于以下几个方面：

1. 作偶联剂、修饰剂等。

采用十六烷基三甲氧基硅烷为修饰剂，在纳米氧化物晶种的溶剂热合成的同时对其进行有机基团修饰可以得到结晶行为良好的纳米氧化物，平均粒径为30 nm。十六烷基三甲氧基硅烷作为修饰剂有效地控制了该纳米氧化物的粒径，并在氧化物上形成亲油性的保护层。添加一定量的纳米氧化物到正十二烷中，采用动态法(500~600℃,2 MPa)研究其对正十二烷的催化裂解情况，结果表明该纳米氧化物能有效地催化正十二烷裂解，其催化裂解转化率较热裂解有明显的提高[2]。

采用十六烷基三甲氧基硅烷作为改性剂，无水乙醇作为溶剂对生物炭进行疏水改性。在改性剂浓度为3%，静置浸泡60 min，110℃干燥2 h的条件下制备的改性生物炭的吸水率最低可达到14.4%，远低于未改性生物炭的吸水率，以期添加至土壤覆盖层后降低其含水率，为填埋场甲烷减排提供技术支持，该改性剂生物炭改性土壤覆盖层因渗透系数增加会导致覆盖层含水率增加，进而影响甲烷吸附，氧化和减排[3]。

2．可用作玻璃防雾剂。十六烷基三甲氧基硅烷主要用来处理无机材料，如玻璃、二氧化硅、陶瓷、云母等以改善其与有机物的相容性，提高防水性能。例如一种十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化铝粉体的水解方法，涉及十六烷基三甲氧基硅烷水解领域，旨在解决现有技术中不易配制甲氧基硅烷与水的均一混合溶液，从而无法水解的问题。具体改进后的方案是将醇类，烷类，水和十六烷基三甲氧基硅烷按比例混合获得混合液，并用乙酸调整混合液pH，持续搅拌进行水解反应，通过设置醇类和烷类，醇类为极性溶剂，部分还是强极性溶剂，而烷类是非极性或弱极性溶剂，将醇类和烷类混合，再加入十六烷基三甲氧基硅烷和水，能够使十六烷基三甲氧基硅烷与水形成均一溶液，水解速度快[4]。

3．用作超细粉体的表面修饰，如色谱柱或分离材料的固定相表面处理。

4．用作文物保护及其它制品的防水。十六烷基三甲氧基硅烷可用于合成一种天然矿物基超疏水涂层，该超疏水涂层及油水分离网由埃洛石，表面修饰剂和基底材料三部分构成。生产主要包括埃洛石的表面修饰以及涂层和油水分离网的制备两个步骤。所述埃洛石具有纳米管结构，所述表面修饰剂具有较低的表面能，所述的制备工艺简单，成本低廉，可大规模制备。本发明公开的超疏水涂层及油水分离网的疏水性来自于表面埃洛石构筑的粗糙结构和低表面能十六烷基三甲氧基硅烷的协同作用，具有高的水接触角，可以应用于自清洁和油水分离领域[5]。

相关研究

分别以十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)和1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷(FDS)为改性剂，乙醇/水溶液为分散介质，采用浸渍法和喷雾法对杨木纤维(PWF)表面改性，制得HDS浸渍改性杨木纤维(HPWF)，FDS浸渍改性杨木纤维(FPWF1)和FDS喷雾改性杨木纤维(FPWF2)。

实验考察了溶剂配比，硅烷用量，硅烷水解温度和时间，反应温度及反应时间等因素对PWF表面改性效果的影响，并通过红外光谱(FT-IR)，接触角测量，X射线衍射(XRD)，X射线能谱(EDS)及扫描电镜(SEM)等方法表征了改性前后PWF的结构与表面性能。

结果表明：在乙醇质量分数60%乙醇/水溶液中以HDS与PWF活性羟基物质的量比0.4:1，HDS于60℃水解1 h，再与PWF于60℃反应1 h，所得HPWF的表面接触角达139°；在乙醇质量分数50%乙醇/水溶液中以FDS与PWF活性羟基物质的量比0.16:1，FDS于60℃水解1 h，再与PWF于60℃反应1 h，所得FPWF1的表面接触角达141°；FDS与PWF活性羟基物质的量比0.008:1，经喷雾搅拌使纤维表面润湿后于120℃活化反应1.5 h，所得FPWF2的表面接触角达138°。与浸渍法相比，喷雾法具有硅烷用量小，工艺简单，清洁高效等特点。此外，改性后杨木纤维的结晶度提高(由62.1%提高到67.7%~69.7%)，表面变得粗糙，比表面积增加，表面极性降低，疏水性能显著提高，有利于改善与疏水性基体树脂的界面相容性与粘结作用[6]。