The Dimensional Effect in Trimethylsilylated Silica Nanoparticles

Abstract

The synthesis of organosilicas with a predetermined ratio of trimethylsilyl groups and silanols using trimethyloxysilane and acetic acid as a modifier and catalyst respectively was carried out in this work. It has been established that grafted trimethylsilyl groups influence the structural state of silica. The reducing of the surface tension and, consequently, the Laplace pressure in the SiO2 globules leads to an increase in the valence angle in the siloxane bridges and the length of Si – O-bond. This dimensional effect in the IR-spectra of modified silica is displayed by displacement of absorption bands in the short-wave region associated with asymmetric (𝞶a) and asymmetric-deformation (𝞶а + δO Si O) vibrations of siloxane bridges.

У роботі проведено синтез органокремнеземів з наперед заданим співвідношенням триметилсилі- льних груп та силанолів, використовуючи триметилетоксісилан та оцтову кислоту відповідно як мо- дифікатор і каталізатор. Встановлено, що прищеплені триметилсилільні групи впливають на струк- турний стан кремнезему. Зменшення поверхневого натягу і відповідно Лапласового тиску в глобулах SiO2 приводить до збільшення валентного кута в силоксанових містках та довжини Si – O-зв’язку. В ІЧ-спектрах модифікованих кремнеземів даний розмірний ефект проявляється зміщенням у коротко- хвильову область смуг поглинання, пов’язаних з асиметричними (𝞶a) та асиметричними і деформа- ційними (𝞶a + δO Si O) коливаннями силоксанових містків.

В работе проведен синтез органокремнеземов с заранее заданным соотношением триметилси- лильних групп и силанола, используя триметилетоксисилан и уксусную кислоту соответственно как модификатор и катализатор. Установлено, что привитые триметилсилильные группы влияют на структурное состояние кремнезема. Уменьшение поверхностного натяжения и соответственно Лапла- сового давления в глобулах SiO2 приводит к увеличению валентного угла в силоксановых мостиках и длины Si – O-связи. В ИК-спектрах модифицированных кремнеземов данный размерный эффект про- является смещением в коротковолновую область полос поглощения, связанных с асимметричными (𝞶a) и асимметричными-деформационными (𝞶a + δO Si O) колебаниями силоксановых мостиков.