甲基修饰二氧化硅膜的表面自由能与表面结构

杨靖¹，陈杰珞¹

(1.西安交通大学,能源与动力工程学院,西安710049;
2.西安工程大学,环境与化学工程学院,西安,710048)

摘要:以正硅酸乙酯(TEOS),甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅源,硝酸为催化剂,制备了甲基修饰的二氧化硅膜,研究了MTES改性二氧化硅膜的表面润湿性与表面结构的关系以及MTES改性二氧化硅膜的吸水率.用已知表面张力的液体测定接触角,按扩展的Fowkes式计算试样的表面张力γs及其三组分值γsd(色散力)、γsp(偶极矩力)和γsb(氢键力),用热重分析(TG)法测定二氧化硅膜的吸水率.结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的表面自由能显著减小,表面润湿性降低,主要是表面张力中氢键力组分的贡献.X射线光电子能谱分析表明,这是由于二氧化硅颗粒表面Si-CH3基团增加而Si-O和O-H基团减小所致.随着MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅膜的吸水率降低,疏水性二氧化硅膜的MTES/TEOS摩尔比应大于0.8.

关键词:二氧化硅膜; 表面自由能; 润湿性; 疏水性; XPS;

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