硅烷偶联剂用量大,种类多,时常以Y-R-SiX3示意其构造。个中,X是卤素或烷氧基,在水的效用下,Si-X变为Si-OH,完结无机物表面与硅烷的毗邻。R是长链烷烃,Y是氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、巯基、环氧基等有机官能团,易于和会合物产生反响。硅烷偶联剂宽泛运用于纳米颗粒的表面改性、玻纤和金属防腐化表面处理、涂料和密封剂增粘剂,可大大提高材料机能。
硅烷偶联的分类
1、含硫硅烷偶联剂
汽车产业的进展,推进了橡胶产业的进展,顺丁橡胶由于具备卓绝的耐寒性、耐磨性、耐老化及弹性而用于临盆轮胎。但顺丁橡胶抗扯破机能较差,抗滑机能不好,是以常需在顺丁橡胶中填充肯定量的白炭黑。但白炭黑表面能大,易重逢,在有机相中难以浸湿和分开,于是必需对其举行表面改性。
暂时轮胎产业中运用至多的表面改性剂多为含硫硅烷偶联剂。含硫硅烷偶联剂经过构造中硫与橡胶聚集,烷氧基与白炭黑表面的硅羟基聚集,产生强固的网络构造,极地面低落轮胎的震动阻力。
2、氨基类硅烷偶联剂
做为通用型偶联剂,氨基硅烷类偶联剂险些能与各式会合物树脂产生偶联效用。由于游离氨基的存在,此类硅烷偶联剂碱性大,具备较高的反响活性,且成型材料的挠曲强度跟着氨基的增多也响应增多,此类硅烷偶联剂的毛病在于运用经过中简单产生过早反响而达不到预期成果。
γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(A-)做为一种新式的含脲基硅烷偶联剂,是一种pH值在7左右的中性水溶性化合物,也许同大部份树脂在低温下举行活性稍有低落的反响,同时坚持肯定的极限处事机能。
做为耐热型硅烷偶联剂的代表种类,Y-和Y-由于硅原子与苯环的聚集,其耐热温度较保守产物高60~℃。
3、环氧基类硅烷偶联剂
保守硅烷偶联剂易与水产生预交联反响的弊病,束缚了其在聚酯材估中的运用。跟着协商技能的进展,3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(A-)为代表的环氧型硅烷偶联剂在室温前提下,积聚12个月以上仍坚持优越的物理机能和粘附力,于是在水性体性中体现出较好的历久积聚不乱性。
硅烷偶联剂的运用
1、玻纤表面处理
玻纤做为一种无机非金属材料,绝缘性好、耐热性强、抗腐化性好,力学强度高,罕用做复合材估中的加强材料、电绝缘材料和绝热保温材料。但玻纤表面极性大,难与非极性的树脂相容,大大低落了其填充成果。为了提高树脂与玻纤的粘合机能,改革玻纤加强复合材料的强度、电气、耐候机能,有须要对玻纤举行表面改性。暂时,在玻璃纤维表面改性方面用得较多的表面改性剂是硅烷偶联剂,其种类紧要包含:乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
2、无机填料表面处理
塑料、橡胶等高分子材料均需参与不同的无机填料,以餍足其不同的运用机能。复合材料也许经过界面直接来往来完结材料的复合,于是,界面的性质和宏观构造直接影响其物理机能和结协力。
时时的无机填料表面是亲水的,使历时不能很好地在树脂、橡胶中分开,会严峻影响复合材料的运用机能。在现实运用中,经过对填料举行表面改性,使填料具备憎水性,也许充足表现无机填料的功用。
对无机填料运用硅烷偶联剂举行表面处理,也许在填料表面产生一层非极性分子膜,提高填料在橡胶、塑估中的不乱性、分开性及粘协力,抬高填充塑料(包含橡胶)的电学、力学和耐候等机能,并推进工艺机能的改革。
3、纳米粉体表面改性
纳米粉体具备粒径小、比表面积大的特性,于是具备奇特的小尺寸效应、地道效响应表面效应,进而以优质的补强性、不乱性、增稠性遭到喜爱,在塑料、橡胶、涂料等畛域运用宽泛。
由于纳米粉体表面能大,易重逢,束缚了其超细效应的表现,在有机相中难以分开和浸湿,是以必需对其举行表面改性,抬高其与有机分子的相容性和结协力。
欺诈偶联剂分子与纳米粉体表面举行某种化学反响,将偶联剂平均笼罩在纳米粉体表面,进而抬高纳米粉体的憎水性,是罕用的纳米粉体改性办法。罕用硅烷偶联剂及钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂。
4、用做密封剂、涂料等的增粘剂
硅烷偶联剂做为一种增粘剂,宽泛运用于粘结剂、密封剂和涂料等畛域,能抬高它们的粘结强度、耐水、耐候机能。
将功用性硅烷偶联剂引入涂料,也许让硅烷与涂料的成膜会合物产生互穿网络会合物(IPN)或与涂料成膜会合物产生交联反响,进而推进涂料对底材的潮湿,抬高涂料的附出力。别的,烷基和芳基硅烷还能鼎新涂料涂膜光亮、笼盖力、混溶性和对颜色的潮湿性与分开机能。
5、其余方面
硅烷偶联剂还宽泛运用于金属表面处理等行业。
欺诈KH-对金属表面举行预处理,可在金属表面产生硅烷膜涂层,其耐腐化机能与磷化处理相当乃至优于磷化处理。此技能希望渐渐接替磷化、铬酸盐钝化等罕用金属表面处理工艺,进而处理金属表面处理延续存在的环保题目。
体例起源:卢昌利等.《硅烷偶联剂的合成、进展与运用》
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