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硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑又名硅烷處理劑、底涂劑，是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物，其通式為RSiX3,式中R代表與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氧基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能夠水解的烷氧基，如鹵素、烷氧基、酰氧基等。硅烷偶聯(lián)劑是在分子中具有兩種以上不同反應(yīng)基的有機(jī)硅單體，它可以和有機(jī)與無機(jī)材料發(fā)生化學(xué)鍵合（偶聯(lián)），增加兩種材料的粘接性。通式中n為0?3的整數(shù)；X表示水解性官能基，它可與甲氧基、乙氧基、溶纖劑以及無機(jī)材料（玻璃、金屬、SiO）等發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)；Y為有機(jī)官能團(tuán)，如乙烯基、乙氧基、氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基等，可與無機(jī)材料、各種合成樹脂、橡膠發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。典型硅烷偶聯(lián)劑性能如下表：用于玻璃纖維、無機(jī)填料表面處理。用作密封劑、膠粘劑和涂料增稠劑。還應(yīng)用于使固定化酶附著到玻璃基材表面、油井鉆探防砂、使磚石表面具有憎水性、使熒光燈涂層具有較高的表面電阻、提高液體色譜中有機(jī)相對(duì)玻璃表面的吸濕性能等。由硅氯仿與帶有活性基團(tuán)的烯烴在鉑催化劑催化下加成再經(jīng)醇解制得。代表性硅烷偶聯(lián)劑如表所示。偶聯(lián)劑名稱相對(duì)分子相對(duì)密度折射率閃占八\\沸點(diǎn)/c質(zhì)量(25€)(25€)/°c(101.324X103Pa)乙烯基三氯硅烷161.51.261.4322119乙烯基三乙氧基硅烷190.30.931.39554161乙烯基三（B-甲氧乙氧基）280.41.041.42866285硅烷Y縮水甘油丙基一甲氧236.11.071.427135290基硅烷Y甲基丙烯酰氧基丙基248.11.041.429138255三甲氧基硅烷N-（B-氨乙基）-丫-氨丙222.11.031.445140259基-三甲氧基硅烷N-（B-氨乙基）-丫-氨丙206.10.981.445140234基-甲基-三甲氧基硅烷Y氯丙基三甲氧基硅烷198.51.081.41878192Y巰丙基三甲氧基硅烷196.11.061.439102212Y氨丙基三甲氧基硅烷221.00.941.419104217根據(jù)硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)機(jī)理，水解性官能基X遇水生成硅醇。如果是無機(jī)材料（如玻璃），則偶聯(lián)劑和玻璃表面的硅醇發(fā)生縮合反應(yīng)，在玻璃和硅烷偶聯(lián)劑之間形成共價(jià)鍵。利用這一特點(diǎn)，硅烷偶聯(lián)劑可用于處理玻璃纖維（制增強(qiáng)塑料）、改進(jìn)涂料和粘合劑性能以及用于處理無機(jī)填料的表面等，對(duì)于玻纖增強(qiáng)不飽和聚酯來說，以用甲基丙烯酰氧基硅烷為宜;對(duì)于環(huán)氧樹脂層壓板，則以用環(huán)氧化硅烷及氨基硅烷為宜。硅烷偶聯(lián)劑的新用途是作為聚乙烯交聯(lián)劑，通過聚乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷接枝共聚，或通過聚乙烯與硅烷發(fā)生縮合反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)。經(jīng)過處理的聚乙烯可用作電纜及復(fù)雜的異型材料。為了適應(yīng)功能性高分子復(fù)合材料的發(fā)展，已開發(fā)出一些新型硅烷偶聯(lián)劑，如Y-脲基丙基-二甲氧基硅烷，Y-縮水甘油基丙基-甲基-二乙氧基硅烷及N-苯基-Y-氨基丙基-二甲氧基硅烷等。硅烷偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物，其通式為RSiX3，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氧基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能夠水解的烷氧基，如鹵素、烷氧基、酰氧在進(jìn)行偶聯(lián)時(shí)，首先X基水形成硅醇，然后與無機(jī)粉體顆粒表面上的羥基反應(yīng)，形成氫鍵并縮合成一SiO—M共價(jià)鍵（M表示無機(jī)粉體顆粒表面）。同時(shí)，硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在粉體顆粒表面，使無機(jī)粉體表面有機(jī)化。其化學(xué)反應(yīng)的簡(jiǎn)要過程如下：水解：pH>RSi(OH),+3HX號(hào)E+3H2pH>RSi(OH),+3HX號(hào)E+3H2催化劑（通常HX為醇或酸）縮合：氫鍵形成：共價(jià)鍵形成：硅烷偶聯(lián)劑在高聚物基復(fù)合材料中的作用機(jī)理主要有以下幾種理論：化學(xué)鍵理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑含有兩種不同的化學(xué)官能團(tuán)，其一端能與無機(jī)材料，如玻璃纖維、硅酸鹽、金屬氧化物等表面的硅醇基團(tuán)反應(yīng)生成共價(jià)鍵;另一端又與高聚物基料或樹脂生成共價(jià)鍵，從而將兩種不相容的材料偶聯(lián)起來。表面浸潤(rùn)理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑提高了玻璃纖維或其他無機(jī)材料的表面力，甚至使其大于樹脂基體的表面力，從而有利于樹脂在無機(jī)物表面的浸潤(rùn)與展開，改善了樹脂對(duì)無機(jī)增強(qiáng)材料的潤(rùn)濕能力，使樹脂與無機(jī)增強(qiáng)材料較好地黏合在一起。變形層理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑在界面中是可塑的，它可以在界面上形成一個(gè)大于10nm的柔性變形層，這個(gè)變形層具有遭受破壞時(shí)自行愈合的能力，不但能夠松弛界面的預(yù)應(yīng)力，而且能阻止裂紋的擴(kuò)展，故可改善界面的黏合強(qiáng)度。拘束層理論，認(rèn)為復(fù)合材料中高模量增強(qiáng)材料與低模量樹脂之間存在著界面區(qū)，而硅烷偶聯(lián)劑為其中的一部分。硅烷偶聯(lián)劑不僅能與無機(jī)物表面產(chǎn)生黏合，而且還有可以與樹脂反應(yīng)的基團(tuán)，能將聚合物“緊束”在界面上。當(dāng)此界面區(qū)的模量介于無機(jī)增強(qiáng)材料與樹脂之間時(shí)，應(yīng)力可以被均勻地傳遞?？赡嫠饫碚?，認(rèn)為有水存在時(shí)硅烷偶聯(lián)劑和玻璃纖維間受應(yīng)力作用而產(chǎn)生斷裂，但又能可逆的重新愈合。這樣在界面上既有拘束層理論的剛性區(qū)域(由樹脂和硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)生成)，又可允許應(yīng)力松弛，將化學(xué)鍵理論、拘束層理論和變形層理論調(diào)和起來。此機(jī)理不但可以解釋界面偶聯(lián)作用機(jī)理，而且也可以說明松弛應(yīng)力的效應(yīng)以及抗水保護(hù)表面的作用。無機(jī)顏料和填料在涂料液態(tài)有機(jī)相中的分散可分為潤(rùn)濕、解聚及穩(wěn)定化(抗絮凝)3個(gè)階段。由于這些無機(jī)顏料和填料天然親水，表面易吸附一層水，因此非極性的疏水基料難以使其潤(rùn)濕和分散。用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)無機(jī)顏料和填料進(jìn)行預(yù)處理(表面改性)，硅烷就會(huì)取代顏料或填料表面的水，包覆顆粒，使得R基團(tuán)朝外，變得親油、疏水，而易于被基料潤(rùn)濕。經(jīng)過潤(rùn)濕，基料分子插入無機(jī)顏料或填料顆粒之間，將它們隔開，使之分散穩(wěn)定，防止了沉淀和結(jié)塊。無機(jī)顏料和填料表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，降低了與漆基間的結(jié)構(gòu)化作用，使涂料的黏度大幅度降低，消除了絮凝，即使增大顏料、填料的添加量也不會(huì)影響涂料的流動(dòng)性，而且顏料、填料顆粒的良好分散使最終漆膜的遮蓋力、顯色力和著色力均獲得提高。硅烷偶聯(lián)劑的種類及應(yīng)用根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中R基的不同，硅烷偶聯(lián)劑可分為氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及異氰酸酯基硅烷等。表5-16是各種硅烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)和主要物理性質(zhì)。

種樂化罕結(jié)構(gòu)商品官稱相MT?aF耳-r/t婁國(guó)貶普頓中國(guó)鼠推硅烷氟丙菇三乙軾第硅烷NHj(CHZJjSi(OCH.CHjJjA-l|.D0KH-5S0SCA-U13221.30.946220豈丙瑕三平板甚碎烷MH,(CHz)3Si(OCHJj.1-1110SUM11)3l?9?3L0M21D2.就乙堆.氣內(nèi)堆三甲氧基璀烷NH2(CH2)2NH(CH2)3(MH小.1-1120KH-792&CA-6&3222.41.030259二藝烯三氨基聞華藝甲氧基雀烷NH2(CHj)2NH(CHs)2NH(CH2)3Sd(OCHJjA-1130SCA-15D32514i.oao250二?（三甲氧堇甲硅烷搭內(nèi)基）臉zi：ch3}^skochUjNH「(CH2}3Si(OCH,片A-l170341.5L(MO152凰巴基氨丙基甲施二叩氟堆璉烷nh2(ch3)2nh(cii2)5SiCH2(OCHj),A-ll加SCA-6D2D.剜?5氛藝菇禎丙朗卬韓二甲握基硅烷NH5(CHjJaNH(CH2)3SifOCH-jCH,),3CA45130-W)-0.97壞氣基硅垸3.4環(huán)氧環(huán)己菇乙離二屮讀呈硅垸^^CHjCHzSi^OCHjhA-186246.4LOSS3L0縮水甘itSI孰芮基CHj^\hCHjOCHjCHjCHjSifOCHjBA-187KH-56USCA4G3236.41.069290硫甚硅烷城基兩基：卬訊堆硅烷HS(CH^)3Si(OCHj}3A-1K9KH-590SCA-90311K.41-057212瑕73-［三乙包墓科:城「-何托）-四硫化物g出 代也 CH/J (M；H,\z ■\/fli 5i/V/X/XZW"'、OCjElj Sd 比從A-I2M。刑539乙晞￥-:即椅地牡炕CH;=＜；HSi{(JCHJaA-171SCA4603148.20,967122藝烯基￡就基硅烷■CH2—CHSi(OCHjCH^jA-J5JSCA-1603190.40.905160乙犧害三（2-甲錢獲￡械癡）硅燒CHj^HSi{OCHjCHj0CH3}j.4-172SC島28HJ.41.0B5285藝烯呈甲基二甲筑基硅烷A-21710.888106續(xù)表5-16沖類化學(xué)厲那化學(xué)結(jié)恂商殆喀稱相對(duì)分.■'K-EL'：瀟點(diǎn)e中IHII1桂內(nèi)晞Itt包堆硅烷卬臨1峠晞酰電展詢v;wm包城睚燒CH,-C(CHa)COE<CHihSitOCHaiaA-174KII570SCA-5DJ218-4L045255帳肚円星：己農(nóng)堆硅烷H?M'XHGHnS(.rrHx)K4心Ft?J*A-11600,920!Fafl?"r-Mu硅烷HaNCNHQH4Si(OCH3)3A-l15^322201,ISO￡17斥梵腹林序趾戕轉(zhuǎn)內(nèi)展：乙乳加碎毘“Y—M(CHs)aSii(WHeCHjJsA-1S1C247a卿爭(zhēng)堆二乙氣難癥悄CH.<CH： (OCHaCHahA137SCA21-^B276.50.87fi贈(zèng)卬從［乙軋M；珪毘CH..Si(OCHaCHs)]A462SCA-]Ui?a.30,細(xì)143卬臨三甲包堆畦烷CHjSi(OCHjhA-li5-3OSCA403136..3CL晰101硅烷偶聯(lián)劑可用于許多無機(jī)粉體，如填料或顏料的表面處理，其中對(duì)含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等效果最好，對(duì)高嶺土、水合氧化鋁、氧化鎂等效果也比較好，對(duì)不含游離酸的鈦酸鈣效果欠佳。但選擇硅烷偶聯(lián)劑對(duì)無機(jī)粉體進(jìn)行表面改性處理時(shí)一定要考慮聚合物基料的種類，也即一定要根據(jù)表面改性后無機(jī)粉體的應(yīng)用對(duì)象和目的來仔細(xì)選擇硅烷偶聯(lián)劑。表5-17所列為聚合物基料與常用硅烷偶聯(lián)劑的適用性。表5-17聚合物基料/硅烷偶聯(lián)劑的適用性硅烷狛聯(lián)刑種類硫基醸頸基*費(fèi)顒靜A-IICX)A-13I0A-l12QA-2I2DAT87A-IS?A-12?9tl74A-172A-I1WA-I3J0ooOOOOOOOO□OOOT基O00oOO州琲索OOOOOoOOoO0OO00OOo0收喃ooOOOO0一聚輒胺QOooOQo0氮丁標(biāo)膠OooOoooo硝堀纖眾索OOOOOOOooooOO0暴rtliOO0oo溟髓OOOQoo珪燒儈聯(lián)間種類軾 培itt氧黑異眾iWffrA-1100A-J1.10A-U20A-2120A-I87A-189A-1289A-I74A-172A-1160A-1310OOooOCOQOOOOOOOOOOOOOO°堅(jiān)乙晞MH權(quán)OOOOOOOO冇肌醇：OOOOOT華OOOOOOOO黑雀叩醛OOOOGOOOOOOO00OOC硅烷偶聯(lián)劑的使用方法應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑的方法有兩種：一是將硅烷配成水溶液，用它處理無機(jī)粉體后再與有機(jī)高聚物或樹脂基料混合，即預(yù)處理方法;另一種方法是將硅烷與無機(jī)粉體（如填料或顏料）及有機(jī)高聚物基料混合，即遷移法。前一種方法的表面改性處理效果好，是常用的表面改性方法。多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑在使用之前要配成水溶液，即使其預(yù)先水解。水解時(shí)間依硅烷偶聯(lián)劑的品種和溶液的pH值不同而異，從幾分鐘到幾十分鐘不等。配置時(shí)水溶液的pH值一般控制在3?5之間，pH值高于5或低于3將會(huì)促進(jìn)聚合物的生成。因此，已配置好的、已水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久，否則會(huì)自行縮聚而失效。硅烷偶聯(lián)劑用量與偶聯(lián)劑的品種及填料的比面積有關(guān)，假設(shè)為單分子層吸附，可按下式進(jìn)行計(jì)算：填H.馬岸X填制的比袁向枳（nr，衛(wèi)）硅烷偶聯(lián)劑用量=金硅烷偶聯(lián)劑最小包覆面積以硅烷偶聯(lián)劑的品種不同而異。部分硅烷偶聯(lián)劑的最小包覆面積參考數(shù)據(jù)見表5-18。一般來說，實(shí)際用量要小于用上述公式計(jì)算的用量。當(dāng)不知道無機(jī)粉體的比表面積數(shù)據(jù)或硅烷偶聯(lián)劑的最小包覆面積時(shí)，可將硅烷偶聯(lián)劑用量選定為無機(jī)粉體質(zhì)量的0.10%?1.5%。大多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑既可以用于干法表面改性，也可以用于濕法表面改性。分式M包金而積/討?岸\-15\A-172CIL=CA]—Si(OCiIl分式M包金而積/討?岸\-15\A-172CIL=CA]—Si(OCiIlqOf]A-174(KH-550)CH, (:—CH3O3!6CH:—CH,—CH；—CKH,鑑】續(xù)表5-18赧小包間WifJ!m-*gKII-SfiDSL<OC2HE.)a380KH-5WCA-1S7>CH鑑】續(xù)表5-18赧小包間WifJ!m-*gKII-SfiDSL<OC2HE.)a380KH-5WCA-1S7>CHs—€H—CHz-O—CiHt5<(OCHj)s\/OKH-550CA-liQO)NHa—CSH<SiCOCeHb)nh2 NHC.,HhSj(OC?H&Y-1J20NH2CzHiMHCjHb—S(W:Hr353南大42<》CH:SiiOCj偶聯(lián)劑的作用機(jī)理20世紀(jì)60年代以來科學(xué)家對(duì)偶聯(lián)劑的作用機(jī)理的研究。已取得了很大進(jìn)展，雖尚未取得一致意見，但用化學(xué)鍵理論來解釋已由大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)。R-Si-OR型偶聯(lián)劑的不同端基能分別與聚合物和纖維發(fā)生反應(yīng)形成鍵。通過連接兩相的化學(xué)鍵使界面的粘結(jié)改善。斯拉德的研究表明沉積在玻璃纖維表面的偶聯(lián)劑通常包含物理與化學(xué)吸附組分的不均勻?qū)?，用冷水沖洗能將以氫鍵連接的部分偶聯(lián)劑沖掉，用熱水沖洗可洗掉以硅氧鍵連接的自聚體，在最后的分子層中，纖維以多個(gè)硅氧鍵與硅烷偶聯(lián)劑結(jié)合得非常牢固，這對(duì)提高界面粘結(jié)強(qiáng)度起主要作用，而物理吸附的組分是無效甚至是有害的。因此偶聯(lián)劑的濃度對(duì)界面粘結(jié)能也有影響，例如玻璃纖維在不同濃度的KH550（Y-氨丙基三乙氧基硅烷）溶液中浸泡10min后制成試樣，試驗(yàn)結(jié)果表明偶聯(lián)劑含量在0.4%?1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）圍的效果最佳，在8%高含量溶液中處理的效果最差。當(dāng)偶聯(lián)劑濃度太低時(shí)，玻璃纖維上吸附量不足，濃度太高吸附于纖維表面的硅烷排列雜亂，物理吸附層相應(yīng)增厚，不利于界面粘結(jié)。經(jīng)KH350或A-186[B-（3,4-環(huán)氧基乙基）乙基三甲氧基硅烷]處理后的玻璃纖維與環(huán)氧樹脂間的界面粘結(jié)能為55X10-3J?cm-2，比未處理時(shí)的15X10-3J?cm-2提高3倍多，但用含不飽和雙鍵基團(tuán)的A-151（乙烯基三乙氧基硅烷）處理后，界面粘結(jié)能反較未處理的低。這是由于環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中存在高活性的環(huán)氧基與KH550中的胺基發(fā)生反應(yīng)，在界面上形成三向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同樣A-186分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基與環(huán)氧樹脂中的胺類固化劑能相互作用;而A-151分子結(jié)構(gòu)中雖含活性較大的乙烯基，但由于它不能參與環(huán)氧樹脂的固化過程，因此起不到改善界面粘結(jié)能的作用。偶聯(lián)部分有有機(jī)硅烷型與非有機(jī)硅烷型兩大類，常被采用者就有許多種，需根據(jù)不同樹脂和要求選用不同的偶聯(lián)劑。玻璃纖維經(jīng)表面處理后制成的復(fù)合材料在酸、堿介質(zhì)中，其界面層腐蝕要比在水中的更為嚴(yán)重，這是因?yàn)樗?、堿侵入界面層后，不僅破壞偶聯(lián)劑所起的作用，且進(jìn)一步腐蝕玻璃纖維，而堿比水和酸對(duì)玻璃纖維的腐蝕要?jiǎng)×摇；瘜W(xué)鍵理論雖適用于玻璃纖維表面處理，但對(duì)碳纖維表面處理顯得不合適，因許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明化學(xué)鍵的數(shù)量與復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度不成比例。使人們認(rèn)識(shí)到復(fù)合材料的界面已不是原來設(shè)想的那種兩相接觸幾乎無厚度的面，而是納米級(jí)以上厚度的界面相或稱界面層。于是拘束層理論又為許多研究工作者們所提倡，要證實(shí)該理論是否正確，有待于能否制造出各種模量不同、厚度不一的接枝層，并用此來制成復(fù)合材料，加以測(cè)定才能定奪。聚丙烯系非極性材料，與玻璃纖維的粘結(jié)力很差，兩者復(fù)合后界面并未粘結(jié)，這樣非但纖維不能起傳遞載荷作用，且由于介質(zhì)滲透與纖維發(fā)生反應(yīng)，耐蝕性能反而下降。因此纖維必須經(jīng)過表面處理，但如采用單一的含鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑，則對(duì)溶液的表面力幾乎無影響，偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5%?5%圍，表面力不變均為72X10-5N?cm-1左右;如再加入少量表面活性劑制成復(fù)合型偶聯(lián)劑，溶液的表面力隨后者濃度的增加而急驟下降，當(dāng)后者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09%時(shí)，表面力降到45X10-5N?cm-1才趨穩(wěn)定，接觸角也成定值，接觸角的大小用來衡量玻璃纖維與表面處理液間的浸潤(rùn)性好壞。玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯界面上存在復(fù)合型偶聯(lián)劑后，含鉻偶聯(lián)劑的一端與纖維表面產(chǎn)生牢固的化學(xué)鍵，另一端擴(kuò)散到聚丙烯部成為聚丙烯的晶核，使晶粒度變小，結(jié)晶度增加;活性劑的一端羥基與纖維或含鉻偶聯(lián)劑產(chǎn)生氫鍵或配價(jià)鍵吸附，另一端的有機(jī)柔性長(zhǎng)鏈擴(kuò)散到聚丙烯大分子中與聚丙烯長(zhǎng)鍵相互發(fā)生糾纏。由于復(fù)合型偶聯(lián)劑在界面上起這種搭橋作用，才使復(fù)合材料界面粘結(jié)法得到改善，提高了它的物理性能、力學(xué)性能和耐腐蝕性能。偶聯(lián)劑是一類具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它們分子中的一部分基團(tuán)可與無機(jī)物表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵合，另一部分基團(tuán)則有親有機(jī)物的性質(zhì)，可與有機(jī)物分子反應(yīng)或物理纏繞，從而把兩種性質(zhì)不相同的材料牢固結(jié)合起來。這就使來源廣泛、價(jià)格便宜或性能特異的無機(jī)物作為塑料的填充劑或增強(qiáng)劑使用，不僅可以降低塑料的成本，而且賦予制品其它寶貴的性能，如提高力學(xué)性能，制品尺寸穩(wěn)定等，擴(kuò)大塑料的應(yīng)用圍。偶聯(lián)劑有很多種，常用的有鈦酸酯、硅烷等。鈦酸酯偶聯(lián)劑分子中含有一個(gè)烷氧基和三個(gè)長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)單元，當(dāng)偶聯(lián)劑與粉狀填料作用時(shí)，烷氧基奪取填料表面的質(zhì)子，該質(zhì)子來源于填料中的結(jié)合水，包括結(jié)晶水、化學(xué)吸附水和物理吸附水，而形成化學(xué)鍵，在填料的表面上覆蓋偶聯(lián)劑的分子層。而偶聯(lián)劑另一端的三個(gè)長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)單元可與聚合物分子發(fā)生化學(xué)交聯(lián)或物理纏繞，最終把無機(jī)填料和聚合物很好的結(jié)合起來，提高了材料的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。同時(shí)偶聯(lián)劑的作用降低了填料的表面能，提高了填料在樹脂中的分散能力，降低了填充體系的粘度，增加了填充量，減小了機(jī)械磨損，節(jié)約了動(dòng)力消耗，也降低了成本。鈦酸酯偶聯(lián)劑的品種很多，可以分成以下幾類：?jiǎn)瓮檠趸瓦@類偶聯(lián)劑的代表品種有：三異硬脂酞氧基鈦酸異丙酯（TTS）、三（二辛基磷酰氧基）鈦酸異丙酯（TTOP-12）等，適用于含有化學(xué)結(jié)合水或物理結(jié)合水的填料體系，如碳酸鈣、煅燒土、二氧化硅、氧化鋁等，如果是濕法生產(chǎn)的填料必須經(jīng)過煅燒去掉游離水分，只允許填料表面吸附大氣中的微量水分。單烷氧基焦磷酸酯型這類偶聯(lián)劑的代表品種有：三（二辛基、焦磷酸氧基）鈦酸異丙酯（TTOPP-38）、三（二丁基焦磷酰氧基）鈦酸異丙酯（KR-58S）等，除適用于具有化學(xué)結(jié)合水和物理結(jié)合水的填料體系外，還適合用于較潮濕的填料體系，因此，經(jīng)過水洗的填料只要經(jīng)過干燥，不必煅燒，允許填料表面吸附中等量水分，如土、滑石粉、某些金屬氧化物等。螯合型代表品種有二（二辛基磷酰氧基）羥乙酸酯（GTOP-112或KR-112）、二（二辛基磷酰氧基）鈦酸乙二酯（ETDOP212或KR212），這類螯合型偶聯(lián)劑具有高度水解穩(wěn)定性，可應(yīng)用在很潮濕的填料體系，如濕法沉淀二氧化硅、滑石粉、玻璃纖維、補(bǔ)強(qiáng)炭黑等。鈦酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)用實(shí)例見表2-2。塑料名稱填料名稱改性目的建議偶聯(lián)刑使用命粽典穆產(chǎn)品舉例聚丙烯犠酸鈣'鏈灰石提高沖擊強(qiáng)度TTS.NDZ201注射制品高密度聚乙烯粘土、滑石粉、提高流動(dòng)性TTOH-41B(KR-4lB)Sftft鋁低密度聚乙烯碳酸鈣?鈦白粉改蕃分敞性TTS?NDZ20l吹翼制品提髙流動(dòng)性硬聚氯乙烯碳酸鈣提高沖擊強(qiáng)度TTOPP-36管材軟聚氯乙烯碳酸鈣提高拉伸強(qiáng)度TTOP-12電纜料聚苯乙嫦提贏流動(dòng)性TTS注射制品硅烷偶聯(lián)劑是應(yīng)用最廣的偶聯(lián)劑，它的結(jié)構(gòu)通式為Rsix3,R系與聚合物分子有親合力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基等，x為能夠水解的烷氧基，作為偶聯(lián)劑使用時(shí)，x基首先水解形成硅醇，然后再與填料表面上的羥基反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑可用于許多種無機(jī)填料，其中含硅酸成分多的玻璃纖維、石英粉及白炭黑中效果最好，在土、水合氧化鋁中次之，對(duì)不含游離水的碳酸鈣效果欠佳。硅烷偶聯(lián)劑的有機(jī)基對(duì)聚合物的反應(yīng)有選擇性，例如氨基可與環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰胺、乙烯基聚合物或一些熱固性彈性體反應(yīng);乙烯基和甲基丙烯酰氧基可與聚酯、過氧化物固化的聚乙烯反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑上的有機(jī)基與聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等熱塑性樹脂缺乏足夠的反應(yīng)性，在這些體系中偶聯(lián)效果差。

常見偶聯(lián)劑的性能與應(yīng)用見第一章表1-29。類別化學(xué)名稱代號(hào)性盥? 用at類三（二辛基鱗酰氧基）鈦龍異丙雷TT0P12(NDZ1Q2)熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性好?有一定陰燃效果,可提高制品沖擊性骼，加大填料量適用于POM,LDPE.SPVGEF、PETP、PS等三（二辛基焦磷酰氧基）鈦釀異丙酯TTOPP38(NDZ1KJ1)有吸枚游覚水的作用，對(duì)含程墨較高的填料偶聯(lián)效果好「可增大填充址、改善加工性、提矗沖擊強(qiáng)度適用于PP.PVC.PS.PA.PETP.MF.EP等適埒于一般填科*氯氧化鎧、猜石粉、氧化鉗等三池歌氧纂鈦酸異丙爵OL-T951適用于碳議鈣等填料’可提髙制品沖擊強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，尺寸穩(wěn)定性和熱變形性.映善制品兼面光滴度對(duì)P氐PP等渥訓(xùn)炬塑料的填充休系有優(yōu)良的偶聯(lián)效果一爭(zhēng)基磷酰氧基二油#t氧基錢醸異丙酯NDZ101可提賽填充SL諛善流動(dòng)性，提誌沖那裡能?探紅色透明粘稠液休’相對(duì)密度0,976主耍用于聚烯怪、碳截鈣硅灰石體系”亦可用于P￥GPS填充體索二異硬脂釀基鈦戲乙二酯KR-201本品為鰲合型錢醸酯儁聯(lián)劑』可提高制品抗沖擊強(qiáng)度，填充量大.改善加王流變性能特別適會(huì)含遢童高的填將如陶土、滯石粉、程法二氧化礎(chǔ)*水處理玻璃纖維.疲醴鋁，蟻黑等，在第種塑料申有隧好的隅聯(lián)效果三（十二烷基苯磺?；┾佀岙惐R-9STTBS-9單烷氧遞型鈦酸酯■水解穩(wěn)宦性高，熱穂定性好’但曷發(fā)生酯交換反應(yīng)適用于EP,PP、P5等樹脂的填料體慕?如炭黑、帶石粉.玻璃徴珠及一般填料烷類?一熬丙基x&羅基硅烷|A1100為應(yīng)用廣泛前含氨基硅烷偶聯(lián)劑，分子t22b相對(duì)密度0.94適用于PVC.EP.MF.PF.PE.PP.PC.PA.PMMA縛