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。偶联剂其中一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应。高温偶联剂如何挑选
偶联剂一般由两部分组成:一部分是亲无机基团,可与无机填充剂或增强材料作用;另一部分是亲有机基团,可与合成树脂作用。采用偶联剂对无机填料表面进行物理化学处理,可以使其亲水性表面变成亲油性,达到与聚合物的紧密结合。改善了填料与聚合物之间的相容性,在塑料加工过程中降低合成树脂熔体的粘度,改善填充剂的分散度以提高加工性能,进而有利于改进塑料的力学性能、加工性能和之品质量,用量一般为填充剂用量的0.5~2%。目前,工业上使用偶联剂按照化学结构分类可分为:硅烷类,钛酸酯类,铝酸酯类,有机铬洛合物,硼化物,磷酸酯,锆酸酯,锡酸酯等。高温偶联剂如何挑选能提高湿态下的粘合力、耐候性,改善颜料分散性,提高耐磨性和树脂的交联。
硅烷偶联剂在两种不同性质材料之间的界面作用机理已有多种解释,如化学键理论、可逆平衡理论和物理吸附理论等。但是,界面现象非常复杂,单一的理论往往难以充分说明。通常情况下,化学键合理论能够较好地解释硅烷偶联剂同无机材料之间地作用。根据这一理论,硅烷偶联剂在不同材料界面的偶联过程是一个复杂的液固表面物理化学过程。硅烷偶联剂的粘度及表面张力低,润湿能力较高,对玻璃、陶瓷及金属表面的接触角小,可在其表面迅速铺展开,使无机材料表面被硅烷偶联剂润湿。
偶联剂发展到目前基本已经成型,要想有进一步的发展,必须抓住时代的特征。随着环境保护的要求越来越高,卤系阻燃剂的使用被禁止,降解的材料日益增加,这都为拓宽偶联剂的使用提供了方向。目前常用的硅烷偶联剂为三烷氧基型,但三烷氧基型偶联剂有可能降低基体树脂的稳定性,因而近年来二烷氧基型偶联剂的研究和应用得到重视。合成带有活性硅烷基的高分子也是硅烷偶联剂的发展方向之一,这种偶联剂对胶粘剂中的树脂具有更好的相容性,可在被粘物表面形成一个均一面,因而具有更好的粘接效果。目前常用的硅烷偶联剂为三烷氧基型。
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。具有非常好的水解稳定性,适用于含水聚合物体系。化学偶联剂
偶联剂可施于增强材料上或加入树脂中,或两者给合。高温偶联剂如何挑选
偶联剂主要有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸偶联剂。胶黏剂中常选用有机硅偶联剂,其通式为RSiX3,其中R为有机基团,如-C6H5、-CH=CH2等,能与树脂结合;X为可以水解的基团,如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。偶联剂作用过程:与硅原子相连的SiX基水解,生成SiOH;Si-OH之间脱水缩合,生成含Si-OH的低聚硅氧烷;低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键;加热固化过程中,伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。一般认为,界面上硅烷偶联剂水解生成的3个硅羟基中只有1个与基材表面键合;剩下的2个Si-OH,或与其他硅烷中的Si-OH缩合,或呈游离状态。因此,通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来,从而提高复合材料的性能和增加黏结强度,并获得性能优异、可靠的新型复合材料。高温偶联剂如何挑选
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