硅烷偶联剂常识一、界说及功能特色硅烷偶联剂是一类在分子中一起含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物,其经典产品可用通式YSiX3表明。式中,Y为非水解基团(也是有机基团,可以为环氧基、甲基丙稀酰氧基、巯基、氨基、烷基、异氰酸酯基和乙烯基),可与高分子发生化学反响或构成氢键,从而与高分子构成结实的结合;X为可水解基团(包含Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-等),可与含羟基无机资料反响。因为这一特别结构,硅烷偶联剂会在无机资料(如玻璃、金属或矿藏)和有机资料(如有机聚合物、涂料或粘合剂)的界面起作用,结合或偶联两种天壤之别资料。有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用,并可强化进步复合资料的物理化学功能,如强度、耐性、电功能、耐水、反抗腐蚀才能。功能特色及优势运用玻璃纤维或矿藏增强有机聚合物时,聚合物和无机资料之间的界面或界面相触及许多物理和化学要素之间杂乱穿插作用。这一些要素和粘合力、物理强度、线胀系数、浓度梯度和产品功能坚持力相关。影响粘合的重要损坏力气便是水分迁移到无机增强的亲水外表。水分腐蚀界面,损坏了粘接。“真实”的偶联剂在无机和有机资料的界面能构成耐水键结。硅烷偶联剂具有共同的化学和物理功能,不光增强了结合强度,更重要的是,避免了在复合资料老化和运用的过程中在界面上的键结崩溃。偶联剂赋予了两个相异、难以结合外表之间的安稳结合。硅烷偶联剂不只可用作基体间的弹性桥联剂,即改进两种不同化学功能资料之间的粘接性,到达进步制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等归纳功能的意图;也可用作资料外表改性剂,赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理慵懒等功能;还可以用作非交联聚合物系统的交联固化剂,使其完成常温常压固化。在复合资料中,挑选正真合适的硅烷可以使复合资料的曲折强度进步40%以上。硅烷偶联剂也增强了涂层和粘合剂之间的结合强度,一起增强了对湿度和其他恶性环境条件的反抗力。硅烷偶联剂可供给的其他优势包含:1、更好的浸湿无机资料2、复合时具有更低的粘度3、更润滑的复合资料外表4、下降无机资料对热固复合资料催化剂的抑制作用5、更明晰通明的增强塑料二、硅烷偶联剂的作用机理硅烷偶联剂的作用和作用以被人们知道和必定,但界面上极少量的偶联剂为何会对复合资料的功能发生如此明显的影响,现在还没有一套完好的偶联机理来解说。偶联剂在两种不同性质资料之间界面上的作用机理已有不少研讨,并提出了化学键合和物理吸着等解说。其间化学键合理论是最陈旧却又是迄今为止被以为是比较成功的一种理论。1、化学结合理论该理论以为偶联剂含有一种化学官能团,能与玻璃纤维外表的硅醇基团或其他无机填料外表的分子作用构成共价键;此外,偶联剂还含有一种其他不同的官能团与聚合分子键合,以取得杰出的界面结合,偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互衔接的桥梁似的作用。下面以硅烷偶联剂为例阐明化学键理论。例如氨丙基三乙氧基硅烷,当用它首要处理无机填料时(如玻璃纤维等),硅烷首要水解变成硅醇,接着硅醇基与无机填料外表发生脱水反响,进行化学键衔接,反响式如下:硅烷中的基团水解——水解后羟基与无机填料反响——经偶联剂处理的无机料填进行填充制备复合资料时,偶联剂中的Y基团将与有机高聚物相互作用,终究搭起无机填料与有机物之间的桥梁。硅烷偶联剂的种类许多,通式中Y基团的不同,偶联剂所合适的聚合物种类也不同,这是因为基团Y对聚合物的反响有挑选性,例如含有乙烯基和甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂,对不饱和聚酯树脂和丙烯酸树脂特别有用。其原因是偶联剂中的不饱和双键和树脂中的不饱和双键在引发剂和促进剂的作用下发生了化学反响的成果。但含有这两种基团的偶联剂用于环氧树脂和酚醛树脂时则作用不明显,因为偶联剂中的双键不参加环氧树脂和酚醛树脂的固化反响。但环氧基团的硅烷偶联剂则对环氧树脂特别有用,又因环氧基可与不饱和聚酯中的羟基反响,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、聚氨酯等树脂有用。含-SH的硅烷偶联剂则是橡胶工业使用广泛的种类。经过以上两反响,硅烷偶联剂经过化学键结合改进了复合资料中高聚物和无机填料之间的粘接性,使其功能大大改进,那么偶联剂的处理作用怎么?可经过理论粘结力的计算进行表征。依据界面化学的粘接理论,胶粘剂与被粘物之间单位面积的次价键粘接力首要考虑色散力。2、滋润效应和外表能理论1963年,ZISMAN在回忆与粘合有关的外表化学和外表能的已知方面的内容时,曾得出结论,在复合资料的制作中,液态树脂对被粘物的杰出滋润是头号重要的,如果能获的彻底的滋润,那么树脂对高能外表的物理吸附将供给高于有机树脂的内聚强度的粘接强度。3、可变形层理论为了平缓复合资料冷却时因为树脂和填料之间热收缩率的不同而发生的界面应力,就期望与处理过的无机物邻接的树脂界面是一个柔