硅溶膠是指納米二氧化硅顆粒在水或溶劑中的分散體系。它具有大比表面積、高吸附、高分散性(幾納米到幾十納米)、高防火絕緣等優(yōu)良性能。由于硅溶膠中的SiO2含有大量的水和羥基，所以硅溶膠也可以表示為SiO2·nH2O。硅溶膠的許多優(yōu)良性能使其得到了廣泛的應(yīng)用。
通過表面改性，可使硅溶膠中的硅粒子均勻分散在聚合物中，提高材料的穩(wěn)定性。硅溶膠中納米sio2的改性不同于粉體中的無機(jī)顆粒，其改性是在溶膠中進(jìn)行的，在整個(gè)改性過程中都要保證顆粒的單分散和穩(wěn)定性。
用金屬鹽對(duì)硅溶膠進(jìn)行改性，制備出高濃度、穩(wěn)定的硅溶膠，可用于造紙領(lǐng)域。具有高比表面積的硅溶膠可以作為助留劑。與傳統(tǒng)助留劑相比，二氧化硅顆?？梢蕴岣咧袈?，改善濾水性能，而不會(huì)破壞助留劑的形成。常見的金屬鹽改性硅溶膠有:鋁改性硅溶膠和硼改性硅溶膠。鋁改性硅溶膠是一種含鋁聚硅酸鹽，聚硅酸鹽對(duì)鋁離子具有特殊的反應(yīng)能力和吸附能力。硼改性硅溶膠一般用作硼硅酸鹽玻璃和硼硅酸鹽礦物。硼改性硅溶膠顆粒體系的效果優(yōu)于鋁改性硅溶膠顆粒體系。
硅烷偶聯(lián)劑是一種常見的硅溶膠改性劑、偶聯(lián)劑硅烷(關(guān)鍵)組織的機(jī)制的一部分分子與硅膠表面的硅粒子形成了強(qiáng)大的束縛,和硅膠表面的硅粒子通過選擇一種有機(jī)官能團(tuán)能有效改善表面性質(zhì)和反應(yīng)。常用的改性方法有后改性和原位改性。后改性法廣泛應(yīng)用于硅溶膠的改性，是一種兩步法。首先用傳統(tǒng)方法制備硅溶膠，然后將硅烷偶聯(lián)劑與硅溶膠表面的硅羥基共價(jià)結(jié)合，從而達(dá)到改性的目的。原位改性是硅溶膠相對(duì)于后改性的另一種改性方法。與后改性方法相比，有機(jī)硅可以均勻分散在合成的溶膠中，同時(shí)減少了反應(yīng)過程。兩者都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，又相互補(bǔ)充。
硅溶膠中硅納米粒子的表面改性已成為材料研究的熱點(diǎn)。首先，與普通的硅溶膠相比，改性后的硅溶膠的性能得到了更好的提高，如良好的疏水性和穩(wěn)定性，特別是在復(fù)合材料的應(yīng)用上，硅溶膠的表面改性使硅顆粒與有機(jī)物有更好的相容性。其次，表面改性將使硅溶膠在耐高溫材料、光電材料和生物材料等先進(jìn)領(lǐng)域有更大更好的發(fā)展。