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硅烷偶聯劑
2010-08-20 11:57:28 來源:不詳 瀏覽:3639

硅烷偶聯劑: 硅烷偶聯劑是由硅氯仿(hsicl3)和帶有反應性基團的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成,再經醇解而得。硅烷偶

聯劑實質上是一類具有有機官能團的硅烷,在其分子中同時具有能和無機質材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學結合

的反應基團及與有機質材料(合成樹脂等)化學結合的反應基團。可用通式y(ch2)nsix3表示,此處,n=0~3;x-

可水解的基團;y一有機官能團,能與樹脂起反應。x 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等,

這些基團水解時即生成硅醇(si(oh)3),而與無機物質結合,形成硅氧烷。y是乙烯基、氨基、環氧基、甲基丙烯酰氧

基、巰基或脲基。這些反應基可與有機物質反應而結合。

因此,通過使用硅烷偶聯劑,可在無機物質和有機物質的界面之間架起"分子橋",把兩種性質懸殊的材料連接在

一起, 起提高復合材料的性能和增加粘接強度的作用。 硅烷偶聯劑的這一特性最早應用于玻璃纖維增強塑料(玻璃

鋼)上, 作玻璃纖維的表面處理劑,使玻璃鋼的機械性能、電學性能和抗老化性能得到很大的提高,在玻璃鋼工業中

的重要性早已得到公認。

目前,硅烷偶聯劑的用途已從玻璃纖維增強塑料(frp)擴大到玻璃纖維增強熱塑性塑料(frtp)用的玻璃纖維

表面處理劑、無機填充物的表面處理劑以及密封劑、 樹脂混凝土、水交聯性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪

胎、帶、涂料、膠粘劑、研磨材料(磨石)及其它的表面處理劑。

在硅烷偶聯劑這兩類性能互異的基團中,以y基團最重要、它對制品性能影響很大,起決定偶聯劑的性能作用。

只有當y基團能和對應的樹脂起反應, 才能使復合材料的強度提高。一般要求y基團要與樹脂相容并能起偶聯反應。

所以,一定的樹脂得選擇含適當y基團的硅烷偶聯劑。 當y為無反應性的烷基或芳基時,對極性樹脂是不起作用的,

但可用于非極性樹脂,如硅橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當y含反應性官能基,要注意它與所用樹脂的反應性及相容

性。當y含氨基時,是屬于催化性的,能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化劑,也可作為環氧和聚氨酯樹

脂的固化劑,這時偶聯劑完全參與反應,形成新鍵。氨基硅烷類的偶聯劑是屬于通用型的,幾乎能與各種樹脂起偶聯

作用,但聚酯樹脂例外。x 基團的種類對偶聯效果沒有影響。

因此,根據y基團中反應基的種類,硅烷偶聯劑也分別稱為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、巰基硅烷和甲

基丙烯酰氧基硅烷等,這幾種有機官能團硅烷是最常用的硅烷偶聯劑。

硅烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方面:

(一)用于玻璃纖維的表面處理,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復合材料的強度、

電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態時,它對復合材料機械性能的提高,效果也十分顯著。

目前,在玻璃纖維中使用硅烷偶聯劑已相當普遍,用于這一方面的硅烷偶聯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。

(二)用于無機填料填充塑料。可預先對填料進行表面處理,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,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機械、電學和耐氣候等性能。

(三)用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑,能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。 硅烷偶聯劑往往可

以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。

硅烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團;一種基團可以和被粘的骨架材料結合;而另一種基團

則可以與高分子材料或粘接劑結合,從而在粘接界面形成強力較高的化學鍵,大大改善了粘接強度。硅烷偶聯劑的應

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

發揮其效能和降低成本的角度出發,前兩種方法較好。

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