硅烷偶联剂的应用:硅烷偶联剂是近年来发展很快的一类有机硅产品。由于其独特的性能和明显的改性效果, 使其应用领域不断扩大。硅烷偶联剂不仅可用作复合材料的增粘剂及其填料的表面处理剂, 还宽泛用作防水剂、交联剂、金属的防腐剂、玻璃和陶瓷的保护剂、纤维和皮革的整理剂以及石油开采和运输的助剂;在金属同无机、有机材料之间的粘接、树脂共混、改善涂料和粘接性能等方面也广为应用。硅烷偶联剂用于玻璃纤维表面处理:硅烷偶联剂用于玻璃纤维的表面处理, 由于硅烷偶联剂的可水解基团水解后能与玻璃纤维表面的羟基进行脱水缩合反应, 生成稳定的硅氧键; 而其有机基团能与树脂形成氢键或化学键。因而能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,较大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、耐水、耐候等性能。即使在湿态时, 它对复合材料机械性能的提高效果也十分明显。目前,用硅烷偶联剂处理玻璃纤维已相当普遍,其中应用较多的是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基硅烷等。螫合型偶联剂适用于高湿填充剂和含水聚合物体系。硅烷偶联剂企业
与偶联剂的可变形层理论相对,偶联剂的约束层理论认为在无机填料区域内的树脂应具有某种介于无机填料和基质树脂之间的模量,而偶联剂的功能就在于将聚合物结构“紧束”在相间区域内。从增强后的复合材料的性能来看,要获得较大的粘接力和耐水解性能,需要在界面处有一约束层。至于钛酸酯偶联剂,其在热塑体系中及含填料的热固性复合物中与有机聚合物的结合,主要以长链烷基的相溶和相互缠绕为主,并和无机填料形成共价键。以上假设均从不同的理论侧面反应了偶联剂的偶联机制。在实际过程中,往往是几种机制共同作用的结果。硅烷偶联剂企业具有非常好的水解稳定性,适用于含水聚合物体系。
在涂料中可利用钛酸酯偶联剂的酯交换机制来交联固化饱和聚酯和醇酸树脂,从而可得到一种不泛黄的材料(因为不含不饱和结构),由于酯交换作用可以表现触变性,因此有较高酯交换活力的KR-9S具有触变性效果,TTS也有一定程度的酯交换能力。偶联剂的功能区 OX--连接钛中心的基团。这一部位的OX基团随基结构不同,对钛酸酯的性能有不同影响,例如羧基可增加与半极性材料的相溶性,磺酸基具有触变性,砜基可增加酯交换活性,磷酸酯基可提高阻燃性,聚氯乙烯的软化性;焦磷酸酯基可吸收水份,改进硬质聚氯乙烯的冲击强度,亚磷酸酯基可提高抗氧性,降低聚酯或环氧树酯中的粘度等。
一旦硅烷偶联剂在其表面铺展开,材料表面被浸润,硅烷偶联剂分子上的两种基团便分别向极性相近的表面扩散,由于大气中的材料表面总吸附着薄薄的水层,一端的烷氧基便水解成硅羟基,取向于无机材料表面,同时与材料表面的羟基发生水解缩聚反应;有机基团则取向于有机材料表面,在交联固化中,二者发生化学反应,从而完成了异种材料间的偶联过程。通常大家使用的补强剂是偶联剂。偶联剂通过形成交联结构来抵消无机物增加带来性能的下降。而且使用量非常少,通常在0.1-0.2份,但是性能提升非常明显。偶联剂既适用于多种热固性树脂,也适用于多种热塑性树脂。
偶联剂的品种与性能:偶联剂大致可分为硅烷系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品Volan,甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。但主要是前面种。硅烷偶联剂历史较久,至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。钛酸酯偶联剂是七十年代新产品,主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。选用偶联剂的基本原则是,酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂,而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂(一)硅烷偶联剂。γ—氖丙基三甲氮基硅烷(A—143),比重1.08,沸点196℃,闪点88℃,25℃时的折射率为1.42,更小包覆面积394米2/克,适用于聚酰胺。在树脂基体与增强材料的界面上,促进或建立较强结合的物质。硅烷偶联剂企业
偶联剂一部分是亲有机基团,可与合成树脂作用。硅烷偶联剂企业
因为偶联剂中的双键不参与环氧树脂和酚醛树脂的固化反应。但环氧基团的硅烷偶联剂则对环氧树脂特别有效,又因环氧基可与不饱和聚酯中的羟基反应,所以含环氧基硅烷对不饱和聚酯也适用;而含胺基的硅烷偶联剂则对环氧、酚醛、三聚氰胺、聚氨酯等树脂有效。含-SH的硅烷偶联剂则是橡胶工业应用普遍的品种。偶联剂处理过的无机物表面可能会择优吸收树脂中的某一配合剂,相间区域的不均衡固化,可能导致一个比偶联剂在聚合物与填料之间的多分子层厚得多的挠性树脂层。这一层就被称之为可变形层,该层能松弛界面应力,阻止界面裂缝的扩展,因而改善了界面的结合强度,提高了复合材料的机械性能。硅烷偶联剂企业
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