CN1496287A - 使用氢化硅烷的表面改性用于制备单层 - Google Patents

使用氢化硅烷的表面改性用于制备单层 Download PDF

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Abstract

公开了一种表面改性的方法。该方法包括在足以使氢化硅氧烷的硅原子与在表面上的羟基基团的氧原子之间生成共价键的条件与时间下，让金属表面与氢化硅烷接触。氢化硅烷具有下式(I)，其中Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是H，并且Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个不是H。

Description

使用氢化硅烷的表面改性用于制备单层
发明的技术领域
本发明的技术领域是硅烷化学和金属表面的改性。
发明的技术背景
有氧化物涂层的金属氧化物和金属可用于制造各种材料和组件，其中包括液相色谱与气相色谱的分离基质、毛细管区带电泳的基质、生物传感器、微电子器件、催化剂、填充物和颜料。对于这些应用中的许多应用，所希望的是例如通过改变吸附性、粘附性、润湿性使金属氧化物表面改性，或改变表面的催化性质。
一种使金属氧化物表面改性的方法是将羟基连接在具有所要求官能团的表面硅烷化合物上。氯硅烷和烷氧基硅烷已用于这类的表面改性。但是，使用这些硅烷化合物可能是有问题的，因为氯硅烷和烷氧基硅烷对水很敏感，并且有时起作腐蚀剂的作用。另外，氯硅烷与金属氧化物表面反应生成盐酸副产物，而盐酸可以腐蚀改性的金属氧化物表面。此外，某些氯硅烷和烷氧基硅烷不与金属氧化物表面反应。
发明的概述
一个方面，本发明的特点在于一种表面改性的方法。该方法包括在足以使氢化硅烷的硅原子与在表面上的羟基基团的氢原子之间生成共价键的条件与时间下，让该表面与氢化硅烷接触。氢化硅烷具有下式：
式1
式中：Ra、Rb、Rc和Rd中每个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C2-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基、C6-10芳基或具有分子量为约1000至约100 000的聚合物部分，该聚合物部分选自烃聚合物、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧化物以及聚甲基丙烯酸酯，Ra、Rb、Rc和Rd中每个选择地用一个或多个选自如下的取代基取代：-F、-Cl、Br、-CN、-NO2、＝O、-N＝C＝O、-N＝C＝S、
Figure A0080890000072
-N3、-NReRf、-SRg、-ORh、-CO2Ri、-PRjRkRl、-P(ORm)(ORn)(ORp)、-P(＝O)(ORq)(ORs)、-P(＝O)2ORt、-OP(＝O)2ORu、-S(＝O)2Rv、-S(＝O)Rw、-S(＝O)2ORx、-C(＝O)NRyRz和-OSiRaaRbbRcc，Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Rp、Rq、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry和Rz中的每个各自是H、直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基或C6-10芳基，并由一个或多个选自-F、-Cl和-Br取代基选择地取代。Raa、Rbb和Rcc中每个各自是直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基、C6-10芳基、-F、-Cl、-Br，或ORdd，其中Rdd是直链C1-10烷基或支链C1-10烷基，Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是H，且Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个不是H。优选地，Ra、Rb、Rc和Rd中两个或三个是H。
表面优选地是金属表面。该金属表面可以选自钛表面、锡表面、铝表面、铁表面、镍表面、铬表面、锰表面、锆表面、铌表面、钼表面或钨表面。该表面还可以是金属氧化物表面或金属盐表面。另外，该表面可包括金属合金。优选的实施方案包括生成单层改性的金属表面。
在另一种优选实施方案中，Ra、Rb、Rc和Rd中每个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C2-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基或C6-10芳基。优选地，Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是直链C1-20烷基或支链C1-20烷基或苯基。更优选地，Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是未取代的直链C1-20烷基、未取代的支链C1-20烷基或未取代的苯基。
本发明还具有的特征是一种生成单层改性的金属表面的方法，该方法包括在足以使至少一个含氢化硅氧烷的聚合物的硅原子与在金属表面上的羟基基团的氧原子之间生成共价键的条件与时间下，让金属表面与该聚合物接触，该聚合物的化学式是Rdd[-O-Si(Ree)(Rff)]n-Rgg，式中Rdd和Rgg各自是C1-6烷氧基或C1-6烷基，Ree和Rff中每个各自是H或C1-6烷基，且n是10-1000。
在优选的实施方案中，该聚合物是氢化甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物。优选地，该共聚物是至少50摩尔％氢化甲基硅氧烷，约25摩尔％至约30摩尔％氢化甲基硅氧烷，或约1摩尔％至约5摩尔％氢化甲基硅氧烷。
本发明还具有的特征是包括多个M-O-Si-(Ra)(Rb)(Rc)部分的表面。M是Ti、Sn、Al、Fe或Ni。Ra、Rb和Rc中一个或二个是H，Ra、Rb和Rc中余下的一个或二个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C1-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基或C6-10芳基，或具有分子量约1000至约100,000的聚合物部分，该聚合物部分选自烃聚合物、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧化物和聚甲基丙烯酸酯，Ra、Rb、Rc和Rd中每个选择地被一个或多个选自如下的取代基取代：-F、-Cl、Br、-CN、-NO2、＝O、-N＝C＝O、-N＝C＝S、-N3、-NReRf、-SRg、-ORh、-CO2Ri、-PRjRkRl、-P(ORm)(ORn)(ORp)、-P(＝O)(ORq)(ORs)、-P(＝O)2ORt、-OP(＝O)2ORu、-S(＝O)2Rv、-S(＝O)Rw、-S(＝O)2ORx、-C(＝O)NRyRz和-OSiRaaRbbRcc，Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Rp、Rq、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry和Rz中的每个各自是H、直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基或C6-10芳基，并被一个或多个选自-F、-Cl和-Br取代基选择地取代，Raa、Rbb和Rcc中每个各自是直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基、C6-10芳基、-F、-Cl、-Br或ORdd，其中Rdd是直链C1-10烷基或支链C1-10烷基。优选地，Ra、Rb和Rc中二个是H。优选的表面是单层改性的金属表面。
如本文中使用的，“单层-改性的金属表面”是指包括许多硅烷部分的表面，所有的硅烷部分基本上都与氧原子共价结合，而氧原子与金属原子共价结合。
发明的详述
本发明的方法可用于使与氢化硅烷化合物反应的表面改性，得到含有共价结合的有机硅烷部分的改性表面。可以选择有机硅烷部分上的官能基团，以便有利地影响改性表面的性质。
根据本发明用氢化硅烷改性表面有几个优点。一般地，氢化硅烷的沸点比相应的氯硅烷和烷氧基硅烷低。此外，氢化硅烷对水不敏感，也不腐蚀。另外，它们与大多数表面，其中包括金属氧化物表面反应时不生成腐蚀性的副产物。而反应的副产物是氢气(H2)。因此，可以采用蒸汽相技术沉积氢化硅烷。典型的反应如下：
Figure A0080890000101
在上面所示的反应中，在金属表面上的M-OH基团与氢化硅烷反应，生成M-O-SiRaaRbbRcc部分，其中M、Ra、Rb和Rc如前面所描述。该反应副产物是氢气。得到的表面具有与氧原子共价结合的硅烷部分，其氧原子与金属原子共价结合。因为-OH部分被O-SiRaRbRc部分取代，所以改变了表面的性质。
表面
根据本发明，各种表面都可以改性。二氧化钛粉末、二氧化钛单晶、钛箔以及钛薄膜表面都可以改性。其他的金属表面，其中包括锡、铝、铁、镍、铬、锰、锆、铌、钼和钨的表面也都可以改性。由这些金属中的一种金属氧化物组成的表面，例如陶瓷表面也都可以改性。另外，金属盐表面，例如钛酸盐、铌酸盐、钼酸盐或钨酸盐表面可以改性。包括这些金属的合金，例如不锈钢的表面也可以改性。
含有氢化硅烷和氢化硅氧烷的聚合物
各种含有氢化硅烷和氢化硅氧烷的聚合物可以用于本发明。
二氢化硅烷是式I的硅烷，其中Ra、Rb、Rc和Rd中至少两个是H。三氢化硅烷是式I的硅烷，其中Ra、Rb、Rc和Rd中至少三个是H。氢化取代基比具有大体积的取代基(例如支化烷基取代基)的硅烷部分小。因此，二氢化硅烷和三氢化硅烷提供的覆盖度比单氢化硅烷提供的高。可使用的三氢化硅烷实例包括C8H17SiH3、C6F13(CH2)2SiH3、C6H5SiH3、CH2＝CH-CH2SiH3、Br(CH2)3SiH3和C13H37SiH3。
为了获得疏水表面，具有大体积烷基或链烯基的氢化硅烷是优选的。疏水表面用的硅烷实例包括(i-Pr)-SiH、t-BuSiMe2H、C18H37SiMe2H和C6F13(CH2)2SiMe2H。
在一些实施方案中，使用含有一个以上硅原子的化合物。例如，有时使用用每个聚合物一个硅烷部分至每个单体单元一个硅烷部分进行官能化的聚合物。可以使用用硅烷部分进行官能化的烃聚合物，例如聚苯乙烯和聚乙烯。另外，可以使用官能化的聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧化物和聚甲基丙烯酸酯以改性表面。
在另一个实施方案中，使用含氢化硅氧烷的聚合物，例如氢化甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物。氢化甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物由具有式[Si(H)(CH3)-O-]和[Si(CH3)3-O-]的单体单元组成。其中3-50摩尔％聚合物是氢化甲基硅氧烷的共聚物是优选的。使用聚合物而不是小分子的一个优点是，使用聚合物时可生成较厚的单层。
表面预处理
在一些实施方案中，希望的是在生成硅烷层前预处理表面，保证它们是水合的(即羟基化的)和清洁的。预处理可以达到比较高的表面覆盖，比较均匀的表面覆盖或其两者。平面基体的表面预处理可以按如下所述进行。二氧化钛单晶、箔或薄膜用水、洗涤剂例如DDS钠和/或有机溶剂洗涤。使用的溶剂包括二氯甲烷、链烷烃、乙醚、四氢呋喃、乙腈、醋酸乙酯、苯、乙醇、甲醇和甲苯。然后用强氧化剂，例如硫酸、过氧化氢、铬酸，或氧等离子体处理基体。另外，可在氧存在下加热该基体。
对于分散的基体(即特征为1微米或1微米以下的粉末或多孔材料)，表面预处理是通过把基体粉末、多孔颗粒或膜置于高温真空下而进行。可以使用高温，例如100-200℃，20毫托。选择性地，该基体可以在氧存在下进行处理。
改性反应的条件
在预处理方法后，接着通过与氢化硅烷的表面反应来改性表面。该改性反应可在各种条件下进行。改性反应可以在汽相中、液相中或在超临界流体中进行。另外，该反应可在稀溶液或浓溶液中，在高的或低的温度下进行。
在一些实施方案中，有利的是采用汽相沉积技术使表面改性，因为改性反应在汽相中比较容易进行。另外的优点是，当使用汽相技术时，几乎不产生副产物。使用汽相技术进行表面改性可以通过将基体置于被需要的氢化硅烷蒸汽饱和的环境中。让该反应混合物在室温下或在例如100℃高温下保持几小时至几天的时间。使用的温度是由使用的硅烷蒸汽压决定的。
对于具有高沸点的氢化硅烷，例如聚合物、高分子量低聚物和十八烷基二甲基硅烷，进行液相改性是优选的。液相改性可按如下进行。基体可用氢化硅烷在惰性有机溶剂中的溶液覆盖。可以使用的溶剂包括液体链烷烃、苯和甲苯。另一种方法是，用纯的氢化硅烷覆盖基体。该反应混合物保持在室温或高温下达几小时至几天的时间。
一般地，在低的温度下，氢化硅烷与表面上的羟基基团之间的反应进行得很快。当该反应进行得很快时，加热可能得到很差的单层填充，其加热是不必要的。受阻氢化硅烷(例如三异丙基硅烷和叔丁基二甲基硅烷)在低温下不与一些表面反应，或者反应极缓慢，因此，当使用这些硅烷时，加热就是必要的。在许多情况下，在一小时后，表面覆盖率达到80％。如果希望达到更密实的覆盖，反应时间可以延长例如达24小时。
改性表面的性质
为了改进与二氧化钛和氧化钛表面的粘附作用和二氧化钛和氧化钛表面的疏水作用，可以使用本发明。因此，该方法用于二氧化钛吸附剂、催化剂(例如光催化剂)、膜以及色谱固定相的表面改性。它们也用于制备化学改性的二氧化钛电极和传感器，以及用于制备在二氧化钛单晶和氧化钛表面上很好表征的自组单层。特定的应用包括牙齿和药物的植入物和印刷线路板的应用。
改性的表面具有与表面共价连接的硅烷部分。可以选择硅烷部分的取代基，以便得到改性表面合乎需要的性质。对于表面的疏水作用，包含未取代的直链或支链烷基或芳基的硅烷部分是优选的。对于促进粘合作用，其中R1-R4是链烯基或芳基的硅烷部分是优选的。链烯基或芳基可用氢化甲硅烷基、氨基、氯基、溴基、烷氧基或羧基取代。对于表面的疏油作用，其中R1-R4是C1-3烷基、支链烷基、氟烷基、烷基硅氧烷或氟代烷基硅氧烷的硅烷部分是优选的。
对于基于电极的二氧化钛表面改性，其中R1-R4用氨基、氯、溴、烷氧基、羧基和氢化甲硅烷基取代的硅烷部分是优选的。对于制备二氧化钛色谱固定相和膜的应用，其中R1-R4是C8-22烷基或C1-10芳基的硅烷部分是优选的。烷基或芳基可以用氨基或羧基取代。
为了更加完全地理解本发明，提供了下述具体实施例。这些实施例不以任何方式限制本发明的保护范围或内容。
实施例1：钛箔/三-异丙基氢化硅烷
使用三-异丙基氢化硅烷改性钛箔。钛箔(钛99.99％，1.5×1.5厘米，厚度0.2毫米)在空气压力下于450℃炉中煅烧二小时。
再让该箔冷却到室温，然后，覆盖一层5％三-异丙基氢化硅烷在庚烷中的溶液(总体积10毫升)。反应混合物保持在室温下达120小时。在完成反应后，样品用庚烷(5×20毫升)、乙醇(3×20毫升)、水(2×20毫升)洗涤，再在炉(100℃)中干燥20分钟。
使用Rame-Hart伸缩式测角仪测量动态水接触角(前进和后退的)。具有比较高接触角的样品的疏水性强于具有比较低接触角的样品。该样品的水接触角(前进或后退的)是100°/46°。这个结果证明了改性二氧化钛表面比未改性的表面更疏水。
实施例2：二氧化钛单晶/十八烷基三氢化硅烷
用十八烷基三氢化硅烷改性二氧化钛单晶(110，金红石)。该晶体预处理如下。晶体(10×10毫米，一面抛光的单晶，1毫米厚)浸入5％重铬酸钠的98％硫酸的溶液里达二小时。然后用水(10×20毫升)洗涤，再在100℃炉中干燥一小时。
从炉中取出晶体，用10毫升庚烷覆盖。然后用注射器加入十八烷基三氢化硅烷(0.5毫升)。该反应混合物在60-70℃下保持24小时。在反应完成后，该样品用热庚烷(60℃)(5×20毫升)、庚烷(5×20毫升)、异丙醇(2×20毫升)、水(2×10毫升)洗涤，再在100℃炉中干燥20分钟。
该样品的水接触角(前进/后退的)是117°/100°。这个结果证明了改性的钛表面比未改性的表面更疏水。
实施例3：钛薄膜/辛基三氢化硅烷
使用汽相中的辛基三氢化硅烷来改性支撑在Si晶片上的钛薄膜。如实施例2所描述的那样预处理该薄膜(支撑在110硅晶片上的～0.4微米厚的钛层，1.5×1.5毫米，0.5毫米厚)。
从炉中取出该薄膜，放入装有0.5毫升辛基三氢化硅烷的瓶中。该瓶保持在温度60-70℃达48小时。在反应完成后，该样品用庚烷(5×10毫升)、异丙醇(2×20毫升)、水(2×10毫升)洗涤，再在100℃炉中干燥20分钟。
该样品的水接触角(前进/后退的)是114°/98°。这个结果证明了改性的钛表面比未改性的表面更疏水。
实施例4：钛薄膜/氢化甲基-二甲基硅氧烷共聚物
使用氢化甲基-二甲基硅氧烷共聚物来改性支撑在聚对苯二甲酸乙酯上的钛薄膜。使用未处理的薄膜(支撑在聚对苯二甲酸乙酯上～0.02微米厚钛层，1.5×1.5毫米，0.2毫米厚)。
该薄膜用10毫升庚烷覆盖。然后用注射器加入氢化甲基-二甲基硅氧烷共聚物(0.5毫升，50摩尔％氢化甲基硅氧烷单元，MW2000)。该反应混合物保持在60-70℃达48小时。在反应完成后，样品用庚烷(10×20毫升)、异丙醇(2×20毫升)、水(2×10毫升)洗涤，再在100℃炉中干燥20分钟。
该样品的水接触角(前进/后退的)是102°/45°。这个结果证明了改性的钛表面比未改性的表面更疏水。
实施例5：发烟二氧化钛/二苯基二氢化硅烷
使用二苯基二氢化硅烷来改性发烟二氧化钛。二氧化钛粉末(0.5克，比表面～50米2/克，无孔球形颗粒，100％金红石，平均粒度～29nm)在120℃炉中加热二小时。
从炉中取出该粉末，并用10毫升庚烷覆盖。使用注射器加入二苯基二氢化硅烷(0.5毫升)。该反应混合物保持在60-70℃达24小时。在反应完成后，样品用庚烷(60℃)(5×20毫升)、庚烷(5×20毫升)洗涤，在20毫托下抽真空过夜，然后在100℃炉中干燥一小时。
未能测量到这种样品的水接触角，反而通过测量碳含量测定出该样品的疏水性。未改性的二氧化钛不含有任何碳。样品中碳的存在应该表明疏水性的增加。碳的分析表明，样品含有2.16重量％C。这个结果表明改性粉末比未改性粉末更疏水。
实施例6：不锈钢/辛基三甲基硅烷
使用辛基三甲基硅烷来改性不锈钢。不锈钢板(15×15毫米，0.5毫米厚)用肥皂和水清洗三次。然后该钢板用水(5×10毫升)、乙醇(2×10毫升)和水(3×10毫升)清洗。钢板在100℃炉中干燥二小时。
从炉中取出该钢板，用10毫升庚烷覆盖。采用注射器加入辛基三甲基硅烷(0.5毫升)。该反应混合物保持在60-70℃达24小时。在反应完成后，该样品用庚烷(5×20毫升)、异丙醇(2×20毫升)、水(2×10毫升)洗涤，然后在100℃炉中干燥20分钟。
该样品的水接触角(前进/后退的)是105°/65°。这个结果证明了改性的不锈钢表面比未改性的表面更疏水。
实施例7：镍箔/十八烷基三氢化硅烷
使用十八烷基三氢化硅烷来改性镍箔。如实施例2所描述的那样预处理镍箔片(99.99％镍，15×15毫米，0.2毫米厚)。也如实施例2所描述的那样进行改性。
该样品的水接触角(前进/后退的)是128°/82°。这个结果证明了改性的镍表面比未改性的表面更疏水。
实施例8：锡箔/三异丙基氢化硅烷
使用三异丙基氢化硅烷来改性锡箔。如实施例2所描述的那样预处理锡箔方片(99.99％锡，15×15毫米，0.2毫米厚)。也如实施例2所描述的那样进行改性。
该样品的水接触角(前进/后退的)是82°/30°。这个结果证明了改性的锡表面比未改性的表面更疏水。
在本申请中提到的所有出版物和专利以相同的范围作为参考文献被引入本文，似乎表示每种出版物或专利、具体地和个别地作为参考文献被引入。
由前面所作的描述，将明显的是对本发明可作出改动和修改。这样一些实施方案都包括在下面权利要求书的范围之内。

Claims (21)

1、一种表面改性的方法，该方法包括在足以使氢化硅烷的硅原子与在表面上的羟基基团的氧原子之间生成共价键的条件与时间下，让该表面与氢化硅烷接触，其中氢化硅烷具有下式：
Figure A0080890000021
式1
式中：Ra、Rb、Rc和Rd中每个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C2-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基、C6-10芳基或分子量为约1000-100000的聚合物部分，其中聚合物部分选自烃聚合物、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧化物以及聚甲基丙烯酸酯，
Ra、Rb、Rc和Rd中每个选择地用一个或多个选自如下的取代基取代：
-F、-Cl、Br、-CN、-NO2、＝O、-N＝C＝O、-N＝C＝S、
Figure A0080890000022
-N3、-NReRf、-SRg、-ORh、-CO2Ri、-PRjRkRl、-P(ORm)(ORn)(ORp)、-P(＝O)(ORq)(ORs)、-P(＝O)2ORt、-OP(＝O)2ORu、-S(＝O)2Rv、-S(＝O)Rw、-S(＝O)2ORx、-C(＝O)NRyRz和-OSiRaaRbbRcc，
其中Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Rp、Rq、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry和Rz中每个各自是H、直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基或C6-10芳基，并由一个或多个选自-F、-Cl和-Br取代基选择地取代，
以及其中Raa、Rbb和Rcc中每个各自是直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基、C6-10芳基、-F、-Cl、-Br，或ORdd，其中Rdd是直链C1-10烷基或支链C1-10烷基，
条件是Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是H，并且Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个不是H。
2、根据权利要求1所述的方法，其中所述的表面是金属表面。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述的金属表面选自钛表面、锡表面、铝表面、铁表面、镍表面、铬表面、锰表面、锆表面、铌表面、钼表面或钨表面。
4、根据权利要求3所述的方法，其中所述的金属表面是钛表面。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述的表面是金属氧化物表面。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述的表面是金属盐表面。
7、根据权利要求1所述的方法，其中所述的表面包括金属合金。
8、根据权利要求2所述的方法，其中所述的方法包括生成单层改性的金属表面。
9、根据权利要求1所述的方法，其中Ra、Rb、Rc和Rd中两个是H。
10、根据权利要求1所述的方法，其中Ra、Rb、Rc和Rd中三个是H。
11、根据权利要求1所述的方法，其中Ra、Rb、Rc和Rd中每个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C2-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基或C6-10芳基。
12、根据权利要求11所述的方法，其中Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是直链C1-20烷基或支链C1-20烷基。
13、根据权利要求12所述的方法，其中Ra、Rb、Rc和Rd中至少一个是苯基。
14、一种生成单层-改性金属表面的方法，该方法包括在足以使至少一个含氢化硅氧烷的聚合物的硅原子与在金属表面上的羟基基团的氧原子之间生成共价键的条件与时间下，让金属表面与该含氢化硅氧烷聚合物接触，其中该聚合物的化学式是Rdd[-O-Si(Ree)(Rff)]n-Rgg，式中Rdd和Rgg各自是C1-6烷氧基或C1-6烷基，Ree和Rff中每个各自是H或C1-6烷基，且n是10-1000。
15、根据权利要求14所述的方法，其中所述的聚合物是氢化甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物。
16、根据权利要求15所述的方法，其中所述的共聚物是至少50摩尔％氢化甲基硅氧烷。
17、根据权利要求15所述的方法，其中所述的共聚物是约25摩尔％至约30摩尔％氢化甲基硅氧烷。
18、根据权利要求15所述的方法，其中所述的共聚物是约1摩尔％至约5摩尔％氢化甲基硅氧烷。
19、一种表面，该表面包括多个M-O-Si-(Ra)(Rb)(Rc)部分，其中M是Ti、Sn、Al、Fe或Ni，其中Ra、Rb和Rc中一个或二个是H，其中Ra、Rb和Rc中余下的一个或二个各自是H、直链C1-30烷基、支链C1-30烷基、环C3-30烷基、直链C2-30链烯基、支链C2-30链烯基、直链C2-30炔基、支链C2-30炔基、C6-20芳烷基或C6-10芳基，或具有分子量约1000至约100000的聚合物部分，其中该聚合物部分选自烃聚合物、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧化物和聚甲基丙烯酸酯，
Ra、Rb、Rc和Rd中每个选择地被一个或多个选自如下的取代基取代：
-F、-Cl、Br、-CN、-NO2、＝O、-N＝C＝O、-N＝C＝S、
Figure A0080890000041
-N3、-NReRf、-SRg、-ORh、-CO2Ri、-PRjRkRl、-P(ORm)(ORn)(ORp)、-P(＝O)(ORq)(ORs)、-P(＝O)2ORt、-OP(＝O)2ORu、-S(＝O)2Rv、-S(＝O)Rw、-S(＝O)2ORx、-C(＝O)NRyRz和-OSiRaaRbbRcc，
其中Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Rp、Rq、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry和Rz中的每个各自是H、直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基或C6-10芳基，并被一个或多个选自-F、-Cl和-Br取代基选择地取代，
和其中Raa、Rbb和Rcc中每个各自是直链C1-10烷基、支链C1-10烷基、环C3-8烷基、直链C2-10链烯基、支链C2-10链烯基、直链C2-10炔基、支链C2-10炔基、C6-12芳烷基、C6-10芳基、-F、-Cl、-Br，或ORdd，其中Rdd是直链C1-10烷基或支链C1-10烷基。
20、根据权利要求19所述的表面，其中所述的表面是单层改性的金属表面。
21、根据权利要求19所述的表面，其中Ra、Rb和Rc中两个是H。
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