納米二氧化硅的粒徑小、比表面積大、生物相容性好，且具有納米材料的表面界面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應等優(yōu)點(diǎn)，應用廣泛。
但是，納米二氧化硅表面有大量活性羥基，親水性強，使其極易形成附聚體或二次聚集，不利于其在材料中的分散，進(jìn)而影響材料的結構與性能。因此，需要對納米二氧化硅進(jìn)行表面改性，以保證其能穩定存放和提高其在聚合物基質(zhì)中的分散性等。
納米二氧化硅表面改性的方法較多，主要分為物理改性和化學(xué)改性?xún)纱箢?lèi)。
1、納米二氧化硅的物理改性
納米二氧化硅的物理改性，主要是通過(guò)吸附、包覆等物理作用將改性劑吸引至納米二氧化硅表面，改變其表面性質(zhì)，以達到減少團聚、增加分散穩定性的目的。
納米二氧化硅的物理改性劑主要有表面活性劑、金屬氧化物和聚合物等。
采用物理法對納米二氧化硅進(jìn)行表面改性，能制備出各種包覆結構的材料，可滿(mǎn)足不同應用需要。但由于其只通過(guò)范德華力、靜電力等簡(jiǎn)單地吸附或包覆納米二氧化硅粒子，有機相與無(wú)機相之間的作用力較弱，當體系的環(huán)境如溫度、pH值、壓力等條件改變時(shí)，可能會(huì )出現明顯的相分離。
2、納米二氧化硅的化學(xué)改性
納米二氧化硅的化學(xué)改性，主要是利用納米二氧化硅表面的大量羥基與改性劑反應，以減少羥基數，改變粒子表面的親疏水性，還可根據需要引入不同的基團，擴大納米二氧化硅的應用范圍。
?。?）偶聯(lián)劑改性法
在納米二氧化硅常用的偶聯(lián)劑改性法中，硅烷偶聯(lián)劑的應用最為廣泛，其可與納米二氧化硅表面的羥基縮合成硅氧鍵。
采用偶聯(lián)劑對納米二氧化硅進(jìn)行表面改性時(shí)，偶聯(lián)劑需要先水解，才能與納米二氧化硅反應。而其水解產(chǎn)物會(huì )發(fā)生自縮合，對水解產(chǎn)物與二氧化硅表面羥基的反應造成阻礙，在一定程度上降低偶聯(lián)的效能，使納米二氧化硅的表面改性不完全。
?。?）醇酯改性法
醇酯法是在高溫高壓條件下，采用脂肪醇與納米二氧化硅表面的羥基反應，以達到改變二氧化硅表面潤濕性的目的。
與硅烷偶聯(lián)劑法相比，醇酯法的優(yōu)點(diǎn)在于改性劑脂肪醇的價(jià)格較低廉，易于合成且結構容易控制。但改性效果受醇的烷基鏈長(cháng)度的影響，且需要在高溫高壓下進(jìn)行，對反應條件要求較高。
?。?）聚合物接枝改性法
通過(guò)特定方式將聚合物接枝到納米二氧化硅表面，可有效提高粒子的疏水性并改善其在納米復合材料中的界面親和性。接枝聚合物的長(cháng)鏈結構可以與基體聚合物之間產(chǎn)生鏈纏結，使這種修飾更為均勻緊密，同時(shí)可根據需要選擇不同的接枝單體及接枝條件，使改性更具多樣性和可控性。
聚合物接枝改性納米二氧化硅根據接枝方式的不同可分為“Grafting to”和“Grafting from”。
“Grafting to”法一般是指將末端功能化聚合物共價(jià)連接到納米二氧化硅表面。
“Grafting from”法則是利用納米二氧化硅表面的大量羥基，先將可引發(fā)聚合的活性點(diǎn)，如陽(yáng)離子、陰離子或自由基等引入納米二氧化硅表面，再引發(fā)周?chē)鷨误w在粒子表面發(fā)生聚合，使聚合物長(cháng)在納米二氧化硅表面上。
“Grafting from”法以原位接枝預聚物鏈段引入聚合物，空間位阻并不會(huì )限制在活性引發(fā)位點(diǎn)上較小的單體分子的接枝增長(cháng)，具有較高的接枝效率。但在與材料復合的過(guò)程中，納米二氧化硅表面連接的長(cháng)鏈高分子可能發(fā)生纏結而使相鄰的二氧化硅再次團聚在一起，不利于其在聚合物基體中進(jìn)一步分散。
?。?）原位改性法
一般化學(xué)改性可有效降低納米二氧化硅的團聚，但也存在納米二氧化硅在改性前就團聚的問(wèn)題。因此，可考慮在納米二氧化硅的制備過(guò)程中完成改性以得到表面功能化的二氧化硅粒子。
黃芬等人采用溶膠-凝膠法原位生成有機硅改性的納米二氧化硅粒子，并結合環(huán)氧聚酯制備了TH1178-2耐電暈無(wú)溶劑絕緣漆，與直接摻雜納米二氧化硅改性相比，原位生成的改性納米二氧化硅粒子分散更為均勻，無(wú)明顯團聚現象出現，所制備的耐電暈漆的耐電暈性能、電氣性能和力學(xué)性能等均更為優(yōu)良
參考資料：[1] 陳博,陳學(xué)琴,任軍,等.納米二氧化硅表面改性研究進(jìn)展[J].有機硅材料,2017(31):396-399.
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