疏水型SiO2 薄膜用什么疏水物质？
www.tangstreet.cn 2024.05.13
天然二氧化硅一般是亲水性的，疏水性是必须经过后处理。
二氧化硅（化学式：SiO2）是一种酸性氧化物，对应水化物为硅酸（H2SiO3）。二氧化硅是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶型和无定型两大类，统称硅石。
二氧化硅又称硅石，化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。
SiO₂中Si—O键的键能很高，熔点、沸点较高（熔点1723℃，沸点2230℃）。折射率大约为1.6.
各种二氧化硅产品的折射率为：石英砂为1.547；粉石英为1.544；脉石英为1.542；硅藻土为1.42~1.48；气相白炭黑为1.46；沉淀白炭黑为1.46。
自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。
没有做过疏水处理的粉是亲水的，做过疏水处理就相当于在粉体表明包裹了一层膜，这样就达到了疏水的效果。
通过溶胶-凝胶法，在碱性条件下水解缩聚正硅酸乙酯获得含有SiO2颗粒的溶胶；以甲基三乙氧基硅烷在酸性条件下水解缩聚获得双链聚合物溶液，作为疏水基团的引入剂。用两者的混合物在玻璃片上旋转镀膜。利用光子相干光谱法、透射电子显微镜、小角X射线散射等方法研究了溶胶微结构，利用紫外�可见光谱仪和接触角测定仪测量薄膜的透射率和疏水性。单面反射率最低降至0.01%，对水接触角最高为118°。利用Nd:YAG激光（1 064nm）测量了薄膜的激光损伤阈值，随混合溶胶中双链聚合物含量的增加损伤阈值减小，但均高于20J/cm2（1ns脉冲）。由于薄膜既保持了纳米氧化硅薄膜的多孔性，又在颗粒及孔表面以甲基修饰，水对薄膜的浸润能力大大降低，因此薄膜的时间稳定性大大增强，同时也保证了较高的损伤阈值和透射率。采用溶胶-凝胶工艺，以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，结合三甲基氯硅烷（TMCS）对胶粒的修饰作用，利用浸渍提拉法在玻璃表面可制备具有一定疏水能力的SiO2薄膜。要重点研究TMCS的掺杂量、醇硅比、加水量及热处理温度对薄膜疏水性的影响。
总而言之，这是比较复杂的工业技术，目前好多企业正在研制纳米级的疏水膜。具体用什么原料、什么技术，恐怕不是厚度这个小窗口可以解决的。
祝您好运。
以下是楼主提到的几种原料的参考价格。
三甲基氯硅烷，17000.00/吨
氟硅烷，800.00/公斤
甲基三乙氧基硅烷，26000.00/吨
二甲基二乙氧基硅烷，34000.00/吨
六甲基二硅氮烷，55000.00/吨
