第九章-偶聯(lián)劑

高分子助劑偶聯(lián)劑/相容劑偶聯(lián)劑概述在無機(jī)材料和高分子材料的復(fù)合體系中，能通過物理或化學(xué)作用把二者結(jié)合，亦或能通過物理和/或化學(xué)反應(yīng)，使二者的親和性得到改善，從而提高復(fù)合材料綜合性能的一種物質(zhì)。按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑(鋁-鋯酸酯、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑)、含磷偶聯(lián)劑、含硼偶聯(lián)劑等化學(xué)鍵理論

表面浸潤理論變形層理論拘束層理論可逆水解鍵理論主要機(jī)理化學(xué)鍵理論硅烷類X是易水解基團(tuán)，目前常用烷氧基，如甲氧基、乙氧基等R是帶有反應(yīng)活性的有機(jī)疏水基團(tuán)，它能與樹脂反應(yīng)形成牢固的化學(xué)結(jié)合明顯降低體系粘度增加撓曲強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度改善復(fù)合材料耐熱性KH-550（美國聯(lián)碳公司A-1100、日本信越KBM-903）氨基官能團(tuán)硅烷,呈堿性。外觀為無色或微黃色透明液體,通用性強(qiáng)，可溶于有機(jī)溶劑，但丙酮、四氯化碳不適宜作稀釋劑?？扇苡谒谒兴?，沸點217℃，閃點104℃,分子量221.4

NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3KH-560美國聯(lián)碳公司：A-187美國道康寧公司:Z-6940日本信越公司:KBM-403環(huán)氧基官能團(tuán)硅烷，外觀為無色透明液體，溶于丙酮、苯、乙醚、鹵代烴等有機(jī)溶劑，在水中水解。沸點290℃1、用于玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、ABS、酚醛樹脂、尼龍、PBT等,提高無機(jī)填料、底材和樹脂的粘合力以提高其物理性能,尤其是復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度、防水性、電氣性能、耐熱性等性能。2、無機(jī)填料表面處理,主要是陶土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、石英、鋁粉、鐵粉、氫氧化鋁、二氧化硅、云母、玻璃微珠。1、用于不飽和聚酯復(fù)合材料中，提高復(fù)合材料機(jī)械性能、電氣性能、透光性能，特別是能大幅度提高符合材料的濕態(tài)性能。

2、用于浸潤處理玻纖，可提高玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料濕態(tài)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。

3、電線電纜行業(yè)，用該偶聯(lián)劑處理陶土填充過氧化物交聯(lián)的EPDM體系。KH-570化學(xué)名稱γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷CH2=C(CH3)COOCH2CH2CH2Si(OCH3)3常用于處理SiO2

、炭黑等無機(jī)填料，在橡膠、硅橡膠等聚合物中其活化劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、補(bǔ)強(qiáng)劑的作用。KH-580HS(CH2)3Si(OC2H5)3

A-1891（美國聯(lián)碳公司）γ-巰丙基三乙氧基硅烷1.S1891硅烷偶聯(lián)劑帶有巰基功能團(tuán)，作為金屬表面防銹劑具有特殊功效，用其處理金、銀、銅等金屬表面，可增強(qiáng)其表面的耐腐性、抗氧化性以及增加其與樹脂等高分子的粘接性；2.在橡膠工業(yè)中，常用于處理白炭黑，炭黑，玻璃纖維、云母等無機(jī)填料，能有效提高橡膠的力學(xué)性能和耐磨性能；KH-590γ-巰丙基三甲氧基硅烷可溶于有機(jī)溶劑，但丙酮、四氯化碳不適宜作釋劑；可溶于水。在水中水解，呈堿性。兼有偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑的作用，適用的聚合物類型有聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯等，常用于玻纖、塑料、玻璃、電纜、陶瓷、橡膠等。硅烷偶聯(lián)劑A-151乙烯基三乙氧基硅烷CH2=CHSi(OC2H5)3無色透明液體淡黃色油狀液體，能溶于醇、酮、酯等大部分有機(jī)溶劑，不溶于水。用于硅橡膠與其它材料的粘合，以及用作酚醛、環(huán)氧、尼龍，三聚氰胺樹脂的粘合，也作含無機(jī)填料樹脂的增強(qiáng)劑。硅烷偶聯(lián)劑ND-42苯胺甲基三乙氧基硅烷C6H5NHCH2Si(OC2H5)3鈦酸酯類作用功能區(qū)域圖RO-是可水解的短鏈烷氧基，能與無機(jī)物表面羥基起反應(yīng)，從而達(dá)到化學(xué)偶聯(lián)的目的；鈦酸酯類Y是羥基、氨基、環(huán)氧基或含雙鍵的基團(tuán)等，這些基團(tuán)連接在鈦酸酯分子的末端，可與有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合在一起OX-是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，決定其特殊功能R’-是長碳鍵烷烴基，比較柔軟，能和有機(jī)聚合物進(jìn)行彎曲纏結(jié)，使有機(jī)物和無機(jī)物的相容性得到改善，提高材料的抗沖擊強(qiáng)度鈦酸酯類單烷氧基型單烷氧基焦磷酯基型鰲合型配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑選用測定所用填充劑的含濕性，根據(jù)含濕狀態(tài)決定偶聯(lián)劑，干燥填充劑用單烷氧基型，潮濕填充劑選螯合型或單烷氧基焦磷酸型。在選用偶聯(lián)劑時還應(yīng)考慮聚合物的熔點，結(jié)晶度、分子量、極性、芳香性、共聚結(jié)構(gòu)等。填充劑的形狀、比表面、濕含量、酸堿性、化學(xué)組成等都可影響偶聯(lián)效果。鈦酸酯偶聯(lián)劑用量少，為使其發(fā)揮應(yīng)有的效果，必須使它在填料中均勻地分散，否則，達(dá)不到偶聯(lián)效果。鈦酸酯偶聯(lián)劑選用偶聯(lián)劑的用量，一般為處理物重量的0.5-3%，推薦使用量為0.8-1.5%。鋁酸酯系列(RO)Al(OX)n(OY)mn+m=2-OR為烷氧基根據(jù)-OX(--OY)的不同，分子中存在兩類活性基團(tuán)，一類可與無機(jī)填料表面作用；另一類可與樹脂分子纏結(jié)。提高沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度其成本較低，價格僅為鈦酸酯偶聯(lián)劑的一半熱穩(wěn)定性能優(yōu)于鈦酸酯偶聯(lián)劑鋁-鋯偶聯(lián)劑在兩個無機(jī)骨架上引入有機(jī)官能團(tuán)雙金屬偶聯(lián)劑加工溫度低偶聯(lián)反應(yīng)速度快分散性好價格低廉能顯著降低填充體系的粘度相容劑高分子基復(fù)