硅烷化技術(shù)的應用及發(fā)展論文

1、. - - - 可修編-無機化學小論文題目名稱：硅烷化技術(shù)的應用及開展. 論文題目摘要材料外表工程技術(shù)是在不改變材料根本組成的前提下，投入較少的費用，大幅度地提升材料性能，是國民生產(chǎn)生活中必不可少的一門技術(shù)，其中金屬磷化技術(shù)由于其所具有的優(yōu)良特性，在涂裝前處理、潤滑、除銹等行業(yè)得到了廣泛應用。但由于當今世界節(jié)能減排和清潔開展的需要，磷化技術(shù)已經(jīng)不能很好的適應社會開展需要，而我們可以用性能更好，對環(huán)境友好的硅烷化處理技術(shù)取代傳統(tǒng)磷化技術(shù)。本文主要簡介了材料外表處理技術(shù)、金屬磷化技術(shù)、硅烷偶聯(lián)劑、硅烷化技術(shù)，講解了硅烷化技術(shù)的特點，應用，及開展趨勢。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞1 材料外表工程技術(shù); 關(guān)鍵詞2

2、金屬磷化技術(shù); 關(guān)鍵詞3 硅烷化技術(shù)目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc185935360摘要 PAGEREF _Toc185935360 h IHYPERLINK l _Toc185935361一、金屬外表處理技術(shù)概述 PAGEREF _Toc185935361 h 2HYPERLINK l _Toc185935364_Toc185935364HYPERLINK l _Toc185935367二、金屬磷化技術(shù)1HYPERLINK l _Toc185935368一開展概況1HYPERLINK l _Toc185935369二特點與應用1HYPERLINK l

3、_Toc185935371三、硅烷偶聯(lián)劑2HYPERLINK l _Toc185935372一硅烷偶聯(lián)劑的概念2HYPERLINK l _Toc185935373二硅烷偶聯(lián)劑的開展簡述2HYPERLINK l _Toc185935375四、硅烷化技術(shù)2HYPERLINK l _Toc185935376一硅烷化技術(shù)的概念及其作用機理2HYPERLINK l _Toc185935377二硅烷化技術(shù)相對于磷化技術(shù)的優(yōu)勢3三硅烷化技術(shù)的具體應用3四硅烷化技術(shù)的開展HYPERLINK l _Toc1859353783HYPERLINK l _Toc185935380五、結(jié)論4HYPERLINK l _T

4、oc185935381致5HYPERLINK l _Toc185935382參考文獻6. 硅烷化技術(shù)的應用及開展一、材料外表工程概述外表工程的涵為，從材料外表的實際應用出發(fā)，科學設計工藝方法，嚴格監(jiān)控工藝過程，實際檢測施工質(zhì)量，并對全過程進展記錄和總結(jié)，改良其中缺乏，不斷提高技術(shù)水平，豐富理論涵，開發(fā)新的用途和應用領(lǐng)域。外表技術(shù)的應用，能使產(chǎn)品不斷更新，物美價廉，占領(lǐng)市場并明顯提高經(jīng)濟效益，外表技術(shù)涉及眾多行業(yè)。外表技術(shù)種類繁多，按照作用原理，可以分為原子沉積、顆粒沉積、整體覆蓋、外表改性。按照其含義可大致分為：外表技術(shù)的根底和應用理論；復合外表處理技術(shù)、外表改性和外表涂覆技術(shù)；外表加工技術(shù)；

5、外表分析和測試技術(shù)；外表工程技術(shù)設計等。在外表涂覆技術(shù)中磷化學處理占有重要地位。二、金屬磷化技術(shù)磷化處理就是將金屬放在含有磷酸、磷酸鹽和其他化學藥品的溶液中，在一定的工藝條件下，經(jīng)與上述溶液接觸、浸泡從而在金屬的外表發(fā)生電化學與化學反響，使金屬外表生成完整的、具有一定防腐作用的不溶性磷酸鹽層，該膜層即稱為磷化膜。該膜層不僅在金屬防腐蝕方面起到了重要作用，而且在金屬塑性加工，減少摩擦阻力、潤滑、作涂裝底層等方面也起到了重要作用。開展概況 1869年到1911年為奠定磷化處理技術(shù)根底時期，在1869年英國的Charles Ross獲得磷化處理工藝的專利，標志著磷化工藝的誕生。隨后，磷化處理技術(shù)的開

6、展著重于縮短處理時間，降低處理溫度，改良磷化膜的性能，擴大磷化膜的用途。1917年到1937年，磷化處理技術(shù)迅速開展和廣泛應用。1937年到2000年，在這個時期磷化處理技術(shù)很少有突破性的進展，只有穩(wěn)步地開展和完善，重要改良主要有：低溫磷化；各種控制磷化膜膜重的方法；連續(xù)鋼帶高速磷化處理工藝。2000年以后，主要是為了實現(xiàn)清潔生產(chǎn)與節(jié)能減排。開發(fā)新技術(shù)使磷化的溫度降低，速度加快。同時將烷化處理技術(shù)應用于金屬外表防腐，起到工藝穩(wěn)定、本錢較低、防腐能力較高的效果，這種技術(shù)可以有效得取代局部磷化。二特點及應用由于磷化處理生成的磷化膜與基體結(jié)合結(jié)實，且具有微孔構(gòu)造，吸附性能良好，所以可大大提高涂裝質(zhì)量

7、。另外，磷化膜具有良好的潤滑性、絕緣性和耐蝕性，因而被廣泛應用于汽車、輪胎、機械制造、航空航天和家用電器等產(chǎn)品制造領(lǐng)域。但磷化處理本身也存在很多自身無法克制的弊端：磷化處理液中含有磷酸鹽及重金屬等有害物質(zhì)如不進展環(huán)保處理就會危害環(huán)境；另外，磷化處理大局部需在加溫的條件下進展，能耗較大，工藝復雜，操作也不方便。因此，為了解決這一問題，為了滿足日益增長的環(huán)保、安康及資源節(jié)約的要求，可以用硅烷化技術(shù)全面取代傳統(tǒng)磷化工藝三、硅烷偶聯(lián)劑一概念硅烷偶聯(lián)劑是既含有碳官能團硅通過亞烴基與有機官能團鍵合的基團，又具有硅官能團直接連接硅上易水解、縮合的基團的有機硅化合物。開展簡述 20世紀40年代初，美國的一家實

8、驗技術(shù)人員因為實驗意外發(fā)現(xiàn)了一種以玻璃布與不飽和聚酯構(gòu)成的復合物，進而推動了采用玻璃纖維及其產(chǎn)品做增強材料、以有機樹脂做膠黏劑的復合材料的開展。隨著這種復合材料的開展與使用，人們發(fā)現(xiàn)該材料置于潮濕空氣和水中，強度會明顯下降，為了解決這一問題，人們找到了有機硅化物，當時恰逢這類有機硅化物的合成和研究處于高潮。為研究有機硅化物作為玻璃纖維處理劑提供了根底。后來隨著有機聚合物復合材料的廣泛使用，研究者對用于無機/有機復合材料中的有機硅烷化合物所起的作用十分關(guān)注。因此，不同研究者通過FT-IR、SEM、*RF、AES、*PS、ESCA等現(xiàn)代分析技術(shù)對復合材料界面層進展了深入研究，除進一步推動這類化合物

9、的有效應用外，還對它的作用提出了化學鍵合、外表潮濕和形成互穿網(wǎng)絡界面層等幾種理論解釋。研究開發(fā)者利用這類開發(fā)者利用這類化合物的反響特性，已將它們運用于有機聚合物復合材料制備和應用，開發(fā)出多種多樣加工性能優(yōu)良、在不同環(huán)境下使用性能穩(wěn)定的樹脂基復合材料、橡膠制品、涂料、膠黏和密封材料以及用于金屬外表硅烷化保護膜等，其開展勢頭方興未艾。四、硅烷化技術(shù)一硅烷化技術(shù)的概念及其作用機理在金屬材料保護領(lǐng)域，采用硅烷偶聯(lián)劑對金屬進展預處理的技術(shù)被稱為硅烷化技術(shù)。它在金屬外表的作用機理可以簡單概括為：硅烷偶聯(lián)劑首先發(fā)生水解反響，進而脫水形成低聚合物，在這個過程中水解物和這種低聚物與金屬外表的烴基形成氫鍵，后發(fā)生

10、脫水反響形成局部共價鍵，最終結(jié)果是金屬外表被有機硅化膜所覆蓋。二硅烷化技術(shù)相對于磷化技術(shù)的優(yōu)勢1，硅烷化技術(shù)形成的納米硅氧烷超薄有機硅膜，可以替代傳統(tǒng)的磷化膜，是節(jié)能降耗、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、降本增效的優(yōu)異材料，硅烷化技術(shù)可以取代傳統(tǒng)的磷化技術(shù)。2，就有機硅烷膜與磷化膜兩者耐腐蝕性和涂層的附著力比擬，前者性能優(yōu)于后者，如磷化膜的重量一般為23g/m，而硅烷膜重0.1g/m，兩者相差20倍左右，有機硅烷化膜具有優(yōu)異的防銹能力，不出現(xiàn)泛黃和生銹的現(xiàn)象，質(zhì)量很穩(wěn)定，與涂層結(jié)合度很高。3，Si-O-M共價鍵分子間的結(jié)合力很強，所以產(chǎn)品很穩(wěn)定，從而可以提高產(chǎn)品的防腐蝕能力。4，使用方便，便于控制，槽液位雙組份液體

11、組成，僅需控制PH值和電導率，無須像磷化液那樣要控制游離酸，總酸，促進劑，鋅，鎳錳的含量，處理溫度等諸多的工序參數(shù)。5，節(jié)約能源，槽液不需要加溫處理，可室溫或低溫操作，能源費用降低。6，優(yōu)異的環(huán)保性能。硅烷處理槽成分中無磷酸鹽、COD/BOD重金屬離子、槽底廢渣。廢水排放少且容易處理，簡化操作，如果安裝過濾器及離子交換器，可以做到封閉循環(huán)使用。清潔生產(chǎn)，優(yōu)化環(huán)境。7，適用性強：適用于浸漬、噴淋、噴涂、浸涂，混涂和粉末涂裝等處理方式。8，適用于多種金屬處理，如冷軋板，熱鍍鋅板，電鍍鋅板，涂層板，鋁等不同板材的混線處理。9，工藝流程較磷化大為簡化，工藝簡單，流程短，有機硅烷處理后不需水澆，可直接烘

12、干，節(jié)約水資源。甚至在有機硅烷處理后也可不用烘干，直接電泳。10，綜合本錢低，產(chǎn)品消耗量低，三廢處理本錢低。11，與原有磷化涂裝工藝與涂裝設備相容，不需要進展設備改良，只需將磷化液換為硅烷處理液，即可投入生產(chǎn)。三硅烷化技術(shù)的具體應用在汽車行業(yè)中，可以應用于汽車零件部行業(yè)噴漆中的噴涂、噴粉以及電泳前處理，且有機硅烷處理可以利用磷化處理的生產(chǎn)線。在家電行業(yè)，專門針對冰箱外殼冷軋板開發(fā)的處理劑一種復合型超支化硅烷偶聯(lián)劑BT-SE為主要成膜物質(zhì)的新型處理劑，它不含重金屬及磷酸鹽等有害成分，能在干凈的金屬外表形成一層致密的硅烷膜，顯著提高后續(xù)金屬涂層的附著力和耐腐蝕性。在航空、航天行業(yè)，鋁合金廣泛應用于

13、航空航天領(lǐng)域，為了提高他外表的耐蝕性和有機涂層的黏結(jié)耐久性，王云芳等對鋁合金進展水煮處理，其外表形成富含烴基氫氧化物層，然后經(jīng)兩步浸涂后再高溫固化，在被氧化的鋁合金外表像成復合硅烷氧化膜，經(jīng)檢驗，認為得到了保護膜層。在文物保護中，甄廣全等采取有機硅雙分子膜加有機氟硅復合涂層保護戶外鐵器。硅烷化技術(shù)的開展隨著研究人員對有機硅烷偶聯(lián)劑的不斷合成和研究，硅烷化技術(shù)的物質(zhì)根底一定會越來越深厚，而且其合成方法一定會越來越環(huán)保，原子利用率也會越來越高，硅烷化技術(shù)的應用領(lǐng)域也會越來越擴展，逐步甚至完全取代金屬磷化處理技術(shù)，為我國的國民開展做出一定的奉獻。五、結(jié)論隨著科學技術(shù)的開展，國民生產(chǎn)水平的提高，金屬在

14、各行各業(yè)的應用也越來越廣泛，與此同時，其外表處理技術(shù)尤為重要，由于金屬磷化技術(shù)比硅烷化技術(shù)成熟的早，故其在化學外表轉(zhuǎn)化處理工藝中占有重要地位。但由于該技術(shù)自身存在無法克制的弊端，對環(huán)境污染較大，工藝比擬復雜等，故需要完善其工藝，和尋找新技術(shù)來逐步甚至完全取代它。隨著人們對硅烷偶聯(lián)劑的研究和應用，硅烷化技術(shù)逐步開展和成熟，由于它較磷化技術(shù)的優(yōu)勢明顯，對環(huán)境友好，工藝簡單，具有本錢低等特點，研究者正在不斷地深入開掘，拓寬其應用領(lǐng)域，使該技術(shù)越來越成熟，從另一個角度解決金屬磷化處理的問題。致感教師這一學期為我們精彩講述無機化學這門學科，指導我們該如何在大學學好這門課，和幫助我們深入理解主要知識點，讓我們獨立自主地做完這個小論文，進一步獨立地探索科學知識，提高自主學習能力。本論文課題來源于教師上課所講的硅烷，我對它挺感興趣的，在查找硅烷的過程中了解了硅烷偶聯(lián)劑及其與金屬外表處理的相關(guān)知識。發(fā)現(xiàn)了目前