如何抑制硅烷偶联剂的水解

基本信息：

中文名称

丙基三乙酰氧基硅烷

中文别名

三乙酸酯丙基硅烷三醇

英文名称

[diacetyloxy(propyl)silyl]

acetate

英文别名

propylsilanetriyl

triacetateEINECS

241-816-9Tris-acetoxy-propyl-silanSilanetriol,propyl-,triacetatetriacetoxy-propyl-silanen-PropyltriacetoxysilanePropyltriacetoxysilanepropyltris(ethanoyloxy)

silane

CAS号

17865-07-5

合成路线：

1.通过丙基三氯硅烷和乙酸银合成丙基三乙酰氧基硅烷

2.通过丙基三氯硅烷和乙酸合成丙基三乙酰氧基硅烷

更多路线和参考文献可参考http://baike.molbase.cn/cidian/547637

KH-550 氨丙基三乙氧基硅烷 遇水就会水解 不需要催化剂，氨基碱性有自催化作用。

KH-570 疏水性好，水解速度慢，所以文献资料会提到用酸或者碱来做催化剂，碱性条件下硅烷水解后不稳定，一般建议采用酸，一般 甲酸，乙酸都可以。

我们还要求水解加入醇（主要是工业酒精：乙醇），并不是所谓的醇解，而醇是起到助溶的作用和保证硅烷水解后溶液的稳定性。 硅烷的醇水溶液的稳定性要比硅烷的水溶液好的多！

每个厂家对自己产品质量的把握和控制也有所不同，目前主要是对硅烷偶联剂的含量进行色谱分析，但是硅烷还有一个指标，也就是水解百分比，这个指标可以直接影响硅烷水解的，也影响着硅烷的有效活性和偶联效果。

一、金属表面硅烷化处理的机理：

硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为：R'(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团，R'是有机官能团。

硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在：

-Si(OR)3+H2OSi(OH)3+3ROH

硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。

SiOH+MeOH=SiOMe+H2O

一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。一般来说，共价键间的作用力可达700kJ/tool，硅烷与金属之间的结合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜[2]。

该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起，形成牢固的化学键。这样，基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。

二、金属表面硅烷处理的特点

(1)硅烷处理中不含锌、镍等有害重金属及其它有害成分。镍已经被证实对人体危害较大，世界卫生组织(WHO)规定，2016年后镍需达到零排放，要求磷化废水、磷化蒸气、磷化打磨粉尘中不得含镍。

(2)硅烷处理是无渣的。渣处理成本为零，减少设备维护成本。

磷化渣是传统磷化反应的必然伴生物。比如一条使用冷轧板的汽车生产线，每处理1辆车(以100m2计)，就会产生约600g含水率为50%的磷化渣，一条10万辆车的生产线每年产生的磷化渣就有60t。

(3)不需要亚硝酸盐促进剂，从而避免了亚硝酸盐及其分解产物对人体的危害。

(4)产品消耗量低，仅是磷化的5%～10%。

(5)硅烷处理没有表调、钝化等工艺过程，较少的生产步骤和较短的处理时间有助于提高工厂的产能，可缩短新建生产线，节约设备投资和占地面积。

(6)常温可行，节约能源。硅烷槽液不需要加温，传统磷化一般需要35～55℃。

(7)与现有设备工艺不冲突，无需设备改造而可直接替换磷化；与原有涂装处理工艺相容，能与目前使用的各类油漆和粉末涂装相匹配。

三、工艺流程

根据硅烷化的用途及处理板材不同，分为不同的工艺流程。它的处理工艺，比以前的磷化，要求很严格。

(1)铁件、镀锌件

预脱脂——脱脂——水清洗——水清洗——硅烷化——烘干或晾干——后处理

(2) 铝件

预脱脂——脱脂——水洗——水洗——出光——水洗——硅烷化——烘干或晾干——后处理

四、常用的硅烷试剂

BSA N,O-Bis(trimethylsiyl)acetamide N,O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺

BSTFA Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide 双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺DMDCS Dimethyldichlorosilane 二甲基二氯硅烷HMDS 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazane 1,1,1,3,3,3,-六甲基二硅烷MTBSTFA N-(ter-Butyldimethylsilyl)-N-methyltrifluoroacetamide N-(特丁基二甲基硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺TBDMCS t-Butyldimethyl chlorosilane 特丁基二甲基氯硅烷TFA Trifluoroacetic acid 三氟乙酸TMCS Trimethylchlorosilane 三甲基氯硅烷TMSDEA Trimethylsilyldiethylamine 三甲基硅烷基二乙胺TMSI Trimethylsilylimidazole 三甲基硅烷咪唑

早上好，没有用过三氟丙基三甲氧基硅烷，查到与它分子结构相近的全氟辛基三乙氧基硅烷可以溶于无水乙醇和异丙醇，不过由于硅烷在含有羟基的极性溶剂里并不稳定建议考虑换成非极性溶剂比如乙酸乙酯或者二甲苯。从名称上判读应该和KH550560一样是一种硅烷偶联剂。

地球上有的气体，宇宙中都有，氮气、氧气、氢气、氦气、二氧化碳等等。

在其它行星上，一些地球上较少见的气体可能大量存在，比如甲烷、氨气、水蒸气等。

星际物质（星际介质）中的气体的主要成分是氢和氦——宇宙中最丰富的两种元素。

目前其它星际分子有，

双原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

AlCl Aluminium monochloride[6][7] 一氯化铝 —

AlF Aluminium monofluoride[6][8] 一氟化铝 —

C2 Carbon dimer[9][10] 双碳 —

— Fluoromethylidynium 氟化次甲基正离子 CF+[11]

CH Methylidyne radical[12] 次甲基自由基 CH+[13]

CN Cyanogen radical[14][6][15][12] 氰基自由基 —

CO Carbon monoxide[6] 一氧化碳 CO+[16]

CP Carbon monophosphide[15] 一磷化碳 —

CS Carbon monosulfide[6] 一硫化碳 —

FeO Iron(II) oxide[17] 氧化亚铁 —

H2 Molecular hydrogen[18] 氢分子 —

HCl Hydrogen chloride[19] 氯化氢 —

HF Hydrogen fluoride[20] 氟化氢 —

HO Hydroxyl radical[6] 羟基自由基 —

HS Sulfur hydride[21] 一硫化氢 SH+[22]

KCl Potassium chloride[6][7] 氯化钾 —

N2 Molecular nitrogen[23] 氮分子 —

NH Nitrogen monohydride[24] 一氮化氢 —

NO Nitric oxide[25] 一氧化氮 —

NS Nitrogen sulfide[6] 一硫化氮 —

NaCl Sodium chloride[6][7] 氯化钠 —

O2 Molecular oxygen[26] 氧分子 —

PN Phosphorus nitride[27] 一氮化磷 —

PO Phosphorus monoxide[28] 一氧化磷 —

SO Sulfur monoxide[6] 一氧化硫 SO+[13]

SiC Carborundum[6][29] 碳化硅 —

SiN Silicon mononitride[6] 一氮化硅 —

SiO Silicon monoxide[6] 一氧化硅 —

SiS Silicon monosulfide[6] 一硫化硅 —

H3+ 离子于1993年首先检测到，[30][31] 是存在于宇宙中的主要离子之一。

--------三原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

AlNC Aluminum isocyanide[6] 异氰基铝 —

C3 Tricarbon[10] 三碳 —

C2H Ethynyl radical[6][14] 乙炔基自由基 —

C2O Dicarbon monoxide[32] 一氧化二碳 —

C2S Thioxoethenylidene[33] （S=C=C:） —

C2P [34] 二碳化一磷自由基 —

CO2 Carbon dioxide[35] 二氧化碳 —

— Protonated molecular hydrogen H3+离子 H3+[36][37]

H2C Methylene[38] 亚甲基 —

H2O Water[39] 水分子 —

H2S Hydrogen sulfide[6] 硫化氢 —

HCN Hydrogen cyanide[6][14][40] 氰化氢 —

HCO Formyl radical[41] 甲酰基自由基 HCO+[13][41][42]

HCP Phosphaethyne[43] 膦杂乙炔 —

— Thioformyl 硫杂甲酰基正离子 HCS+[13][42]

HNC Hydrogen isocyanide[44] 异氰化氢 —

— Diazenylium 二亚胺氮鎓离子 HN2+[42]

HNO Nitroxyl[45] —

— Isoformyl HOC+[14]

KCN Potassium cyanide[6] 氰化钾 —

MgCN Magnesium cyanide[6] 一氰化镁 —

MgNC Magnesium isocyanide[6] 一异氰化镁 —

NH2 Amino radical[46] 氨基自由基 —

— — N2H+[47][13]

N2O Nitrous oxide[48] 一氧化二氮 —

NaCN Sodium cyanide[6] 氰化钠 —

OCS Carbonyl sulfide[49] 氧硫化碳 —

SO2 Sulfur dioxide[6][50] 二氧化硫 —

c-SiC2 c-Silicon dicarbide[6][29] c-二碳化硅 —

SiCN Silicon carbonitride[51] 碳氮化硅 —

SiNC Silicon naphthalocyanine[52] —

甲醛分子广泛存在于星际间。[53]

-----------四原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

l-C3H Propynlidyne[54][6]—

c-C3H Cyclopropynylidyne[55] 亚环丙炔基自由基 —

C3N Cyanoethynyl[56] 氰化乙炔基 C3N−[57]

C3O Tricarbon monoxide[54] 一氧化三碳 —

C3S Tricarbon sulfide[6][33] 一硫化三碳 —

— Hydronium 水合氢离子 H3O+[58]

C2H2 Acetylene[59] 乙炔 —

H2CN Methylene amidogen[60] H2CN+[13]

H2CO Formaldehyde[61] 甲醛 —

H2CS Thioformaldehyde[62] 硫代甲醛 —

HCCN —[63]—

— Protonated hydrogen cyanide 质子化的氰化氢 HCNH+[42]

— Protonated carbon dioxide 质子化的二氧化碳 HOCO+[64]

HNCO Isocyanic acid[50] 异氰酸 —

HNCS Isothiocyanic acid[65] 异硫氰酸 —

NH3 Ammonia[6][66] 氨 —

SiC3 Silicon tricarbide[6] 三碳化硅 —

---------五原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

C5 —[10]—

CH4 Methane[68][59] 甲烷 —

c-C3H2 Cyclopropenylidene[14][69][70] 亚环丙烯基自由基 —

l-H2C3 Propadienylidene[70] 亚丙二烯基 —

H2CCN Cyanomethyl[71] 氰甲基自由基 —

H2C2O Ketene[50] 乙烯酮 —

H2CNH Methylenimine[72] 甲亚胺 —

— Protonated formaldehyde 质子化的甲醛 H2COH+[73]

C4H Butadiynyl[6] 丁二炔基 C4H–[74]

HC3N Cyanoacetylene[6][14][42][70][75] 氰基乙炔 —

HCC-NC Isocyanoacetylene[76] 异氰基乙炔 —

HCOOH Formic acid[70] 甲酸 —

NH2CN Cyanamide[77] 氨腈 —

HC(O)CN Cyanoformaldehyde[78] 甲酰腈 —

SiC4 Silicon-carbide cluster[29] 碳化硅簇合物 —

SiH4 Silane[79] 甲硅烷 —

-----------六原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

c-H2C3O Cyclopropenone[81] 环丙烯酮 —

C2H4 Ethylene[59] 乙烯 —

CH3CN Acetonitrile[50][82] 乙腈 —

CH3NC Methyl isocyanide[82] 甲基异腈 —

CH3OH Methanol[50] 甲醇 —

CH3SH Methanethiol[83] 甲硫醇 —

l-H2C4 —[84][6]—

— Protonated cyanoacetylene 质子化的氰基乙炔 HC3NH+[42]

HCONH2 Formamide[80] 甲酰胺 —

C5H Pentynylidyne[6][33] 亚戊炔基 —

HC2CHO Propynal[85] 丙炔醛 —

HC4N —[6]—

CH2CNH Ketenimine[69] 乙烯亚胺 —

-----------七原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

c-C2H4O Ethylene oxide[87] 环氧乙烷 —

CH3C2H Methylacetylene[14] 丙炔 —

H3CNH2 Methylamine[88] 甲胺 —

CH2CHCN Acrylonitrile[50][82] 丙烯腈 —

H2CHCOH Vinyl alcohol[86] 乙烯醇 —

C6H Hexatriynyl[6][33] 己三炔基 C6H–[89][70]

HC4CN Cyanodiacetylene[50][75][82] 氰基丁二炔 —

CH3CHO Acetaldehyde[6][87] 乙醛 —

1997年证实了乙酸分子在宇宙中的存在。[90]

--------八原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓

H3CC2CN Methylcyanoacetylene[91] 甲基氰基乙炔

H2COHCHO Glycolaldehyde[92] 乙醇醛

HCOOCH3 Methyl formate[50][70][92] 甲酸甲酯

CH3COOH Acetic acid[90] 乙酸

H2C6 Hexapentaenylidene[6][84] 亚己五烯基

CH2CHCHO Propenal[69] 丙烯醛

CH2CCHCN Cyanoallene[69][91] 氰基丙二烯

C7H Heptatrienyl radical[93] 庚三烯基自由基

NH2CH2CN Amino acetonitrile[94] 氨基乙腈

----------- 九原子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

CH3C4H Methyldiacetylene[95] 甲基丁二炔 —

CH3OCH3 Dimethyl Ether[96] 二甲醚 —

CH3CH2CN Propionitrile[6][50][70][82] 丙腈 —

CH3CONH2 Acetamide[69][80] 乙酰胺 —

CH3CH2OH Trans-Ethyl Alcohol[97] 乙醇 —

C8H Octatetraynyl[98] 辛四炔基 C8H–[99][100]

HC6CN Cyanohexatriyne[6][66][101][102] 氰基己三炔 —

CH3CHCH2 Propylene[103] 丙烯 —

-----超过九个原子

原子数↓ 分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓ 离子↓

10 (CH3)2CO Acetone[50][104] 丙酮 —

10 CH3CH2CHO Propanal[69] 丙醛 —

10 CH3C5N Methyl-cyano-diacetylene[69] 甲基氰基丁二炔 —

11 HC8CN Cyanotetra-acetylene[6][102] 氰基辛四炔 —

11 CH3C6H Methyltriacetylene[69][95] 甲基己三炔 —

12 H3COC2H5 trans-ethyl methyl ether[105] 甲乙醚 —

12 C6H6 Benzene[84] 苯 —

13 HC10CN Cyanodecapentayne[102] 氰基癸五炔 —

18 — Naphthalene 萘 C10H8−[106]

-----含氘原子的分子

参见：氘

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓

HD, H2D+ Deuterated molecular hydrogen[107][108] 氘取代的H3+离子

HDO, D2O Heavy water[109][110] 重水

DCN Hydrogen cyanide[111] 氰化氘

DCO Formyl radical[111] 氘代甲酰基自由基

DNC Hydrogen isocyanide[111] 异氰基氘

N2D+ —[111]

NH2D, NHD2, ND3 Ammonia[108][112][113] 氘代氨

HDCO, D2CO Formaldehyde[108][114] 氘代甲醛

CH2DCCH, CH3CCD Methylacetylene[115][116] 氘代甲基乙炔

------未经证实的分子

分子↓ 英文名称↓ 中文名称↓

H2NH2CCOOH Glycine[117][118] 甘氨酸

CO(CH2OH)2 1,3-dihydroxypropanone[119] 二羟基丙酮

SiH4 + Cl2 = SiCl4 +4HCl

SiCl4 + 4NaOH = Si(OH)4 + 4NaCl

Si(OH)4 + 4CH4 = Si(CH3)4 + 4H2O

常用的硅烷化试剂：

BSA N,O-Bis(trimethylsiyl)acetamide N,O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺

BSTFA Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide 双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺

DMDCS Dimethyldichlorosilane 二甲基二氯硅烷

HMDS 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazane 1,1,1,3,3,3,-六甲基二硅烷

MTBSTFA N-(ter-Butyldimethylsilyl)-N-methyltrifluoroacetamide N-(特丁基二甲基硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺

TBDMCS t-Butyldimethyl chlorosilane 特丁基二甲基氯硅烷

TFA Trifluoroacetic acid 三氟乙酸

TMCS Trimethylchlorosilane 三甲基氯硅烷

TMSDEA Trimethylsilyldiethylamine 三甲基硅烷基二乙胺

TMSI Trimethylsilylimidazole 三甲基硅烷咪唑