硅烷偶聯(lián)劑分類及應(yīng)用范圍

2022-05-27

偶聯(lián)劑是一種重要的、應(yīng)用領(lǐng)域日漸廣泛的處理劑，主要用作高分子復(fù)合材料的助劑。讓我們了解一下偶聯(lián)劑的常識(shí)和應(yīng)用范圍。

硅烷偶聯(lián)劑：偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是分子中含有化學(xué)性質(zhì)不同的兩個(gè)基團(tuán)，一個(gè)是親無機(jī)物的基團(tuán)，易與無機(jī)物表面起化學(xué)反應(yīng)；另一個(gè)是親有機(jī)物的基團(tuán)，能與合成樹脂或其它聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯(lián)劑被稱作“分子橋”，用以改善無機(jī)物與有機(jī)物之間的界面作用，從而大大提高復(fù)合材料的性能，如物理性能、電性能、熱性能、光性能等。

偶聯(lián)劑一開始是用來作玻璃纖維增強(qiáng)塑料中玻璃纖維的表面處理劑，后來在橡膠、塑料、涂料、油墨、膠粘劑、電線電纜、樹脂砂鑄造、磨料磨具、玻璃鋼、人造石英石、紡織品方面大量使用，近年來在硅烷處理液中有著優(yōu)異表現(xiàn)。

偶聯(lián)劑的種類繁多，主要有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、硼酸酯偶聯(lián)劑、鉻絡(luò)合物及其它高級(jí)脂肪酸、醇、酯的偶聯(lián)劑等，近年來還有稀土偶聯(lián)劑、復(fù)合偶聯(lián)劑。

硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個(gè)方面：
（01）表面處理

能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時(shí)，它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高，效果也十分顯著。在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當(dāng)普遍，用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%，其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

（02）填充塑料

可預(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善無機(jī)填料與樹脂之間的相容性，改善工藝性能和提高填充塑料（包括橡膠）的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。

（03）用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑

能提高它們的粘接強(qiáng)度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長(zhǎng)期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團(tuán)；一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合；而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合，從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵，大大改善了粘接強(qiáng)度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法：一是作為骨架材料的表面處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā)，前兩種方法較好。

目前應(yīng)用范圍比較廣的是硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，在橡膠工業(yè)中常用的就是硅烷、鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)劑是人們研究比較早、應(yīng)用比較早的偶聯(lián)劑。但是，硅烷偶聯(lián)劑早期有一個(gè)弊端，就是水解后穩(wěn)定性欠佳，多用做雙組分。若是能解決穩(wěn)定性的問題，將會(huì)大大的提高應(yīng)用的靈活性。

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