電子紙用二氧化硅的硅烷化改性的研究-課件

電子紙用二氧化硅的硅烷化

改性研究哈爾濱商業(yè)大學論文答辯學生：鄭同芳指導老師：楊春莉?qū)I(yè)：印刷工程學院：輕工學院2019年6月11日電子紙用二氧化硅的硅烷化

改性研究哈爾濱商業(yè)大學論文答辯1答辯提綱課題研究的目的和意義1實驗部分2結果分析與討論3結論4答辯提綱課題研究的目的和意義1實驗部分2結果分析2課題研究的目的和意義

電子紙是一種革新信息顯示的新方法，是柔性且有雙穩(wěn)態(tài)的顯示材料，它是通過反射自然光而發(fā)色，所以對人的視覺刺激柔和，且具有較高的反射率和對比度因此成為各國研究的下一代顯示器的熱點之一。電子紙中的白色電泳電泳顆粒作為一種呈像顆粒在電泳顯示中起著重要作用。它直接影響電子紙的穩(wěn)定性、壽命、響應時間。本章制備的顆粒存在密度大、易團聚、懸浮分散性等不足，因此采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對顆粒進行表面改性。通過酯化反應在二氧化硅(SiO2)表面引入有機化的功能薄膜，增加其與有機溶劑的親和性。課題研究的目的和意義電子紙是一種革新信息顯示的新方法，3電子紙實用技術圖1電子紙屏圖2電子報紙電子紙實用技術圖1電子紙屏圖2電子報紙4實驗部分表一實驗所用試劑實驗部分表一實驗所用試劑5表二實驗所需儀器表二實驗所需儀器6制備流程圖3制備流程圖制備流程圖3制備流程圖7改性流程圖4改性流程圖改性流程圖4改性流程圖8實驗分析結果與討論改性實驗現(xiàn)象圖5制備十分鐘時的現(xiàn)象圖6制備半小時時的現(xiàn)象圖7制備的顆粒圖8改性后顆粒溶液實驗制備十分鐘后，溶液變成淺藍色，如圖5；半小時后，瓶上有膠體出現(xiàn)，如圖6；烘干研磨成白色顆粒，如圖7；用APTES改性后的溶液成淡黃色，如圖8.實驗分析結果與討論改性實驗現(xiàn)象圖5制備十分鐘時的現(xiàn)象圖69表三對比實驗表

表三對比實驗表10APTES改性后的SiO2顆粒的FTIR表征圖9APTES改性后的SiO2電泳顆粒的FTIR表征

從APTES改性的二氧化硅顆粒的紅外圖中分析：由APTES分NH2(CH2)3Si(OC2H5)3知其中存在CH3-和-CH2-，而1463cm-1處吸收峰為APTES上CH3-和-CH2-的變形振動峰，2922cm-1處吸收峰對應于APTES上CH3-和-CH2-的伸縮振動峰，由此可以證明APTES成功接枝在SiO2顆粒的表面上。APTES改性后的SiO2顆粒的FTIR表征圖9APTE11分散性能的表征圖10光學顯微鏡圖（a是未改性的SiO2顆粒，b是硅烷偶聯(lián)劑改性SiO2顆粒，四氯乙烯)ab由圖分析：顆粒在45℃、改性劑10%下經(jīng)過APTES改性后的SiO2在四氯乙烯中呈小顆粒狀較穩(wěn)定分散，團聚情況有所改善，粒徑分布較窄。分散性能的表征圖10光學顯微鏡圖（a是未改性的SiO2顆12沉降行為表征上圖觀察分析得出；APTES改性的SiO2在四氯乙烯中的懸浮性能得到提高，其中未改性的SiO23小時后完全沉降，改性后的SiO2仍有部分穩(wěn)定分散在溶劑中。

圖11

APTES改性的SiO2在全四氯乙烯的沉降情況

（左為未改性，右為改性）3小時0小時全四氯乙烯沉降行為表征上圖觀察分析得出；APTES改性的SiO13ab

圖12

沉降行為表征（a是改性懸浮穩(wěn)定性能效果明顯，b是懸浮穩(wěn)定效果效果不明顯，上水1.0g/cm3下四氯乙烯1.63g/cm3）由圖分析：a圖改性后的電泳顆粒疏水性增強，在四氯乙烯中的懸浮穩(wěn)定性比在水中的懸浮穩(wěn)定性效果明顯，更適合做電泳顆粒；b圖改性后的電泳顆粒的疏水性仍弱，電泳顆?；緫腋≡谒校男孕Ч幻黠@。一般水一半四氯乙烯a14結論

本章對凝膠-溶膠法自制的Si02的表面改性進行了探究。通過文獻

及具體實驗操作掌握了制備納米級Si02的具體方法，即使用正硅酸乙酯為原料，三乙胺作為催化劑，乙醇作為分散液在70℃水浴下混合攪拌一定時間，離心干燥后研磨得到納米Si02。

分析APTES改性的Si02紅外光譜圖：由APTES分子式NH2(CH2)3Si(OC2H5)3知其中存在CH3-和-CH2-，而1463cm-1處吸收峰為APTES中CH3-和-CH2-的變形振動峰，2922cm-1處吸收峰對應于APTES中CH3-和-CH2-的伸縮振動峰，由此可以證明APTES成功接枝在Si02顆粒的表面上。

通過分散穩(wěn)定性，生物顯微鏡和沉降行為的表征，得出改性后的Si02顆粒的懸浮穩(wěn)定性、分散性提高。結論本章對凝膠-溶膠法自制的Si02的表面改15謝謝！謝謝！16電子紙用二氧化硅的硅烷化

改性研究哈爾濱商業(yè)大學論文答辯學生：鄭同芳指導老師：楊春莉?qū)I(yè)：印刷工程學院：輕工學院2019年6月11日電子紙用二氧化硅的硅烷化

改性研究哈爾濱商業(yè)大學論文答辯17答辯提綱課題研究的目的和意義1實驗部分2結果分析與討論3結論4答辯提綱課題研究的目的和意義1實驗部分2結果分析18課題研究的目的和意義

電子紙是一種革新信息顯示的新方法，是柔性且有雙穩(wěn)態(tài)的顯示材料，它是通過反射自然光而發(fā)色，所以對人的視覺刺激柔和，且具有較高的反射率和對比度因此成為各國研究的下一代顯示器的熱點之一。電子紙中的白色電泳電泳顆粒作為一種呈像顆粒在電泳顯示中起著重要作用。它直接影響電子紙的穩(wěn)定性、壽命、響應時間。本章制備的顆粒存在密度大、易團聚、懸浮分散性等不足，因此采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對顆粒進行表面改性。通過酯化反應在二氧化硅(SiO2)表面引入有機化的功能薄膜，增加其與有機溶劑的親和性。課題研究的目的和意義電子紙是一種革新信息顯示的新方法，19電子紙實用技術圖1電子紙屏圖2電子報紙電子紙實用技術圖1電子紙屏圖2電子報紙20實驗部分表一實驗所用試劑實驗部分表一實驗所用試劑21表二實驗所需儀器表二實驗所需儀器22制備流程圖3制備流程圖制備流程圖3制備流程圖23改性流程圖4改性流程圖改性流程圖4改性流程圖24實驗分析結果與討論改性實驗現(xiàn)象圖5制備十分鐘時的現(xiàn)象圖6制備半小時時的現(xiàn)象圖7制備的顆粒圖8改性后顆粒溶液實驗制備十分鐘后，溶液變成淺藍色，如圖5；半小時后，瓶上有膠體出現(xiàn)，如圖6；烘干研磨成白色顆粒，如圖7；用APTES改性后的溶液成淡黃色，如圖8.實驗分析結果與討論改性實驗現(xiàn)象圖5制備十分鐘時的現(xiàn)象圖625表三對比實驗表

表三對比實驗表26APTES改性后的SiO2顆粒的FTIR表征圖9APTES改性后的SiO2電泳顆粒的FTIR表征

從APTES改性的二氧化硅顆粒的紅外圖中分析：由APTES分NH2(CH2)3Si(OC2H5)3知其中存在CH3-和-CH2-，而1463cm-1處吸收峰為APTES上CH3-和-CH2-的變形振動峰，2922cm-1處吸收峰對應于APTES上CH3-和-CH2-的伸縮振動峰，由此可以證明APTES成功接枝在SiO2顆粒的表面上。APTES改性后的SiO2顆粒的FTIR表征圖9APTE27分散性能的表征圖10光學顯微鏡圖（a是未改性的SiO2顆粒，b是硅烷偶聯(lián)劑改性SiO2顆粒，四氯乙烯)ab由圖分析：顆粒在45℃、改性劑10%下經(jīng)過APTES改性后的SiO2在四氯乙烯中呈小顆粒狀較穩(wěn)定分散，團聚情況有所改善，粒徑分布較窄。分散性能的表征圖10光學顯微鏡圖（a是未改性的SiO2顆28沉降行為表征上圖觀察分析得出；APTES改性的SiO2在四氯乙烯中的懸浮性能得到提高，其中未改性的SiO23小時后完全沉降，改性后的SiO2仍有部分穩(wěn)定分散在溶劑中。

圖11

APTES改性的SiO2在全四氯乙烯的沉降情況

（左為未改性，右為改性）3小時0小時全四氯乙烯沉降行為表征上圖觀察分析得出；APTES改性的SiO29ab

圖12

沉降行為表征（a是改性懸浮穩(wěn)定性能效果明顯，b是懸浮穩(wěn)定效果效果不明顯，上水1.0g/cm3下四氯乙烯1.63g/cm3）由圖分析：a圖改性后的電泳顆粒疏水性增強，在四氯乙烯中的懸浮穩(wěn)定性比在水中的懸浮穩(wěn)定性效果明顯，更適合做電泳顆粒；b圖改性后的電泳顆粒的疏水性仍弱，電泳顆粒基本懸浮在水中，改性效果不明顯。一般水一半四氯乙烯a30結論

本章對凝膠-溶膠法自制的Si02的表面改性進行了探究。通過文獻

及具體實驗操作掌握了制備納米級Si02的具體方法，即使用正硅酸乙酯為原料，三乙胺作為催化劑，乙醇作為分散液在70℃水浴下混合攪拌一定時間，離心干燥后研磨得到納米Si02。

分析APTES改性的Si02紅外光譜圖：由APTES分子式NH2(CH2)3Si(OC2H5)3知其中存在CH3-和