Page 123 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 朱文澄，等: PE 基聚硅氧烷/改性 SiO 2 超疏水薄膜的构筑 ·2053·

1.60 (s, 1H), 0.19 (d, J = 19.3 Hz, 9H), 0.14~0.12 (m,
134H)。结果表明，复合涂层 SI/OTMS-SiO 2 制备成功。

图 2 纳米 SiO 2 改性前后的 FTIR 谱图
Fig. 2 FTIR spectra of nano SiO 2 before and after modification

在证实 OTMS-SiO 2 成功合成的基础上，将其添
加至有机硅树脂中，所得复合涂层 S3 的 FTIR 谱图
如图 3 所示。由图 3 可知，在 3348、2964、1275 cm –1
处的吸收峰分别对应 Si—OH、—CH 3（—CH 2—）和
–1
Si—O—Si 基团的伸缩振动吸收峰，783 cm 处为 C
–1
—H 键面外弯曲振动产生的吸收峰，1411 cm 处则
为 甲基伸缩 振动所引 起的。相 比于未添 加
OTMS-SiO 2 的有机硅树脂，新增的硅羟基峰可初步

证明复合涂层成功制备。 图 4 纳米 SiO 2 改性前（a）与改性后（b）的 SiNMR 谱图
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Fig. 4 29 SiNMR spectra of nano SiO 2 before (a) and after
(b) modification

图 3 复合涂层 S1 和 S3 的 FTIR 谱图

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Fig. 3 FTIR spectra of composite coatings S1 and S3 图 5 复合涂层 S3 的 HNMR 谱图
Fig. 5 HNMR spectrum of composite coating S3
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2.1.2 改性前后的 SiO 2 及复合涂层核磁分析
为了进一步证明 OTMS 成功化学改性了纳米 2.1.3 改性前后纳米 SiO 2 和复合涂层热重分析
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SiO 2 ，采用固态核磁 SiNMR 分析 OTMS-SiO 2 的结 对改性前后纳米 SiO 2 和复合涂层进行了热重测
构，结果如图 4 所示。Si 的结构按照官能度分为 M 试，结果见图 6。由图 6a 可知，在 30~200 ℃的升
（单）、D（双）、T（三）和 Q（四）结构 [17] ，由图 温区间内，未改性纳米 SiO 2 的质量损失比 OTMS-
4 可知，未改性的 SiO 2 每个 Si 连接 4 个—O—，以 SiO 2 的大，结合 FTIR 谱图可以得出，这部分的质
Q 结构（SiO 4 ）为主，化学位移在–80 ~ –120 附近， 量损失主要是 SiO 2 表面硅羟基的分解，而温度继续
改性后化学位移在–60 附近，以 T 结构（CSiO 3 ） 升高，未改性纳米 SiO 2 的质量损失率变化不大，而
为主。说明 SiO 2 中部分 Si—O 键断裂并与 OTMS
OTMS-SiO 2 在 360~580 ℃内有较多质量损失，
键合形成含 Si—C 的 CSiO 3 结构，从而证明纳米 SiO 2
OTMS-SiO 2 的起始分解温度和终止分解温度分别为
表面成功接枝了偶联剂。添加 OTMS- SiO 2 固化后的 448.1 和 518.0 ℃，最大失重速率温度为 492.4 ℃，
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复合涂层 S3 的 HNMR 谱图如图 5 所示。 HNMR 这一区间的质量损失主要为 OTMS-SiO 2 表面十八
(400 MHz, CDCl 3 ), δ: 6.21~6.06 (m, 1H), 5.93 (d, J =
14.8 Hz, 1H), 5.74 (d, J = 24.3 Hz, 1H), 4.73 (s, 1H), 烷基硅烷的“帽子”的分解，进一步证明通过化学