矽烷(wan)偶聯劑(ji): 矽烷偶(ou)聯劑是(shì)由矽氯(lǜ)仿(HSiCl3)和帶(dai)有反應(ying)🏃♀️性基團(tuán)的✊不飽(bǎo)和烯烴(ting)在鉑氯(lü)酸催化(huà)下加 成(cheng),再經醇(chun)解而得(dé)。矽烷偶(ou) 聯劑實(shi)質上是(shì)一類具(ju)有有機(jī)官能團(tuán)的矽烷(wan),在其分(fèn)子中同(tong)時具有(yǒu)能和無(wu)機質材(cai)料(如玻(bo)璃、矽砂(sha)、金屬等(deng))化學結(jie)合 的反(fǎn)應🔅基團(tuan)及與有(yǒu)機質材(cai)料(合成(chéng)樹脂等(deng)❌)化學結(jié)合的反(fan)應基團(tuán)。可用通(tong)式Y(CH2)nSiX3表示(shi),此處,n=0~3;X- 可(kě)水解的(de)基✍️團;Y一(yī)有機官(guan)能團,能(néng)與樹脂(zhi)起反應(ying)。X 通常是(shì)氯✂️基、甲(jiǎ)氧基、乙(yǐ)氧基、甲(jia)氧基🛀🏻乙(yǐ)氧基、乙(yi)酰氧基(ji)等🐆, 這些(xiē)基團水(shuǐ)解時即(ji)生成矽(xī)醇🏃(Si(OH)3),而與(yu)無機🌈物(wù)質結合(hé),形成矽(xī)氧烷。Y是(shì)乙烯基(ji)、氨❓基、環(huan)氧基、甲(jia)基丙烯(xi)酰🐆氧 基(jī)、巯✔️基或(huò)脲基。這(zhe)些反應(ying)基可與(yǔ)有機物(wù)質💯反應(ying)而結合(he)📧。
因此,通(tōng)過使用(yòng)矽烷偶(ǒu)聯劑,可(kě)在無機(ji)物質和(hé)有機物(wu)質的界(jie)面之間(jiān)架起"分(fèn)子橋",把(ba)兩種性(xing)質懸殊(shu)的材料(liao)連接🔞在(zai) 一起, 起(qi)提高🤩複(fú)合材料(liao)的性能(neng)和增加(jiā)粘接強(qiang)度的作(zuò)用。 矽烷(wán)偶聯劑(jì)的這一(yī)🈲特性最(zuì)早應用(yong)于玻璃(lí)纖維增(zeng)強🐇塑料(liào)(玻璃 鋼(gāng))上, 作玻(bō)璃纖維(wei)的💋表面(miàn)處理劑(jì),使玻璃(li)鋼的㊙️機(jī)械性能(neng)、電學性(xing)能和抗(kàng)老化性(xing)能得到(dao)很大的(de)提高,在(zài)玻璃鋼(gāng)工業中(zhong) 的重要(yao)性早已(yi)得到公(gong)認。
目前(qián),矽烷偶(ou)聯劑的(de)用途已(yi)從玻璃(lí)纖維增(zēng)強塑料(liào)(FRP)擴💃大到(dào)😍玻璃纖(xian)維增強(qiáng)熱塑性(xing)塑料(FRTP)用(yòng)的玻璃(lí)纖維 表(biao)面處理(li)劑、無機(ji)填充物(wù)的表面(mian)處理劑(ji)以及密(mi)封🙇♀️劑、 樹(shù)脂混凝(ning)土、水交(jiāo)聯🏃♂️性聚(jù)乙烯、樹(shu)脂封裝(zhuāng)材料、殼(ké)型造型(xing)、輪 胎、帶(dài)、塗料、膠(jiāo)粘劑、研(yan)☎️磨材料(liào)(磨石)及(ji)其它的(de)表面處(chù)理劑。
在(zài)矽烷偶(ou)聯劑這(zhe)兩類性(xìng)能互異(yì)的基團(tuan)中,以Y基(ji)團最重(zhòng)要、它對(dui)制品性(xìng)能影響(xiǎng)很大,起(qǐ)決定偶(ǒu)聯劑的(de)性能作(zuò)用。 隻有(you)當Y基團(tuán)能和對(duì)應的樹(shù)脂起反(fan)應, 才🏃🏻♂️能(neng)使複合(hé)材料的(de)強度提(ti)高。一般(bān)要求Y基(jī)團要與(yǔ)樹脂相(xiàng)容并能(néng)起偶聯(lian)🐪反應。 所(suo)以,一定(ding)的樹脂(zhī)得選擇(zé)含适當(dang)Y基團的(de)矽烷偶(ou)聯劑。 當(dang)Y爲無反(fǎn)應性的(de)烷基或(huo)芳基時(shi),對🔅極😘性(xing)樹脂是(shi)不起作(zuo)用的, 但(dan)可用于(yú)非極性(xing)樹脂,如(rú)矽橡膠(jiao)、聚苯乙(yǐ)烯等的(de)膠接中(zhong)。當Y含反(fan)應性官(guan)能基,要(yao)注意它(ta)與所用(yòng)樹脂的(de)反應性(xing)及相容(rong) 性。當Y含(han)❤️氨基時(shi),是屬于(yu)催化性(xing)的,能在(zai)酚醛、脲(niao)醛、三聚(ju)氰胺甲(jia)醛的聚(ju)合中作(zuò)催化劑(ji),也可作(zuò)爲環氧(yang)🏒和聚氨(ān)酯樹💃🏻 脂(zhi)的固化(hua)劑🏃🏻,這時(shí)偶聯劑(jì)完全參(can)與反應(yīng),形成新(xin)鍵。氨基(jī)矽烷類(lèi)的偶聯(lian)🛀劑是屬(shǔ)于通用(yong)型的,幾(jǐ)乎能⛷️與(yǔ)各種樹(shù)脂起偶(ǒu)聯 作用(yong),但聚酯(zhǐ)樹脂例(lì)💃🏻外。x 基團(tuan)的種類(lèi)對偶聯(lian)效果沒(mei)有影響(xiǎng)。
因此,根(gēn)據Y基團(tuan)中反應(yīng)基的種(zhong)類,矽烷(wan)偶聯劑(ji)也分别(bié)稱爲🌍乙(yǐ)烯基矽(xi)烷、氨基(jī)矽烷、環(huan)氧基矽(xī)烷、巯基(ji)矽烷和(hé)甲 基丙(bǐng)烯酰氧(yǎng)基矽🔞烷(wan)等,這幾(jǐ)種有機(ji)官能團(tuán)矽烷是(shi)最常用(yòng)的矽烷(wan)偶聯劑(jì)。
矽烷偶(ou)聯劑的(de)應用大(da)緻可歸(gui)納爲三(sān)個方面(miàn):
(一)用于(yú)玻璃纖(xian)維的表(biao)面處理(li),能改善(shàn)玻璃纖(xiān)維和樹(shù)脂的粘(zhān)合性能(néng),大大提(ti)高玻璃(lí)纖維增(zēng)強複合(hé)材料的(de)強度、 電(dian)氣🍉、抗水(shui)、抗氣候(hòu)等性能(neng),即使在(zài)濕态時(shi),它對複(fu)合材料(liao)機械性(xing)能的提(tí)高,效果(guo)也十分(fen)顯著。
目(mù)前,在玻(bō)璃纖維(wei)中使用(yòng)矽烷偶(ǒu)聯劑已(yǐ)相當普(pǔ)遍,用于(yú)✏️這🙇🏻一方(fang)🧑🏽🤝🧑🏻面的矽(xi)烷偶聯(lián)劑約占(zhan)其消耗(hao)總量的(de)50%,其中🤩用(yong) 得較多(duo)的品⛱️種(zhong)是乙烯(xī)基矽烷(wán)、氨基矽(xī)烷、甲基(ji)丙烯酰(xian)氧基矽(xī)烷等。
(二(èr))用于無(wu)機填料(liào)填充塑(sù)料。可預(yù)先對填(tian)料進行(háng)表面處(chu)理,也可(kě)直接加(jiā)入樹脂(zhi)中。能改(gǎi)善填料(liao)在樹脂(zhi)中的分(fen)散🎯 性及(jí)粘合力(lì),改善工(gong)藝性能(neng)和提高(gāo)填充塑(sù)料(包括(kuo)橡膠)的(de)機械、電(diàn)學和耐(nài)氣候🏃🏻等(děng)性能。
(三(sān))用作密(mi)封劑、粘(zhan)接劑和(he)塗料的(de)增粘劑(jì),能提高(gāo)它們的(de)粘接強(qiang)♻️度、耐水(shui)、耐氣候(hou)等性能(néng)。 矽烷偶(ǒu)聯劑往(wǎng)往可 以(yǐ)解決某(mou)些材料(liao)長🥰期以(yǐ)來無法(fǎ)粘接的(de)難題。
矽(xī)烷偶聯(lián)劑作爲(wei)增粘劑(jì)的作用(yòng)原理在(zai)于它本(ben)身有🐉兩(liang)種💘基團(tuán);一種基(jī)團可以(yi)和被粘(zhān)的骨架(jià)材料結(jié)合;而🈲另(ling)一種基(jī)團 則可(kě)以與高(gao)分子材(cái)料或粘(zhan)接劑結(jie)合,從而(er)在粘🈲接(jie)界面形(xíng)成強力(li)較高的(de)化學鍵(jian),大大改(gǎi)善了🍓粘(zhan)接強度(dù)💘。矽烷偶(ǒu)聯劑的(de)應 用一(yī)般有三(san)種方法(fa):一是作(zuo)爲骨架(jià)材料的(de)表面處(chù)理劑;二(er)是加入(ru)到粘接(jie)劑中,三(san)是直接(jie)加入到(dào)高分子(zi)材料中(zhong)。從充分(fèn) 發揮其(qí)效能和(he)降低成(chéng)本的角(jiǎo)度出發(fā),前兩種(zhǒng)方法較(jiào)好。
矽烷(wán)偶聯劑(ji)在膠粘(zhan)劑工業(yè)的具體(ti)應用有(yǒu)如下幾(ji)個✔️方面(mian):
①在結構(gòu)膠粘劑(jì)中金屬(shǔ)與非金(jīn)屬的膠(jiao)接,若使(shǐ)用矽烷(wan)類✂️增粘(zhan)劑,就能(neng)與金屬(shu)氧化物(wu)縮合,或(huo)跟另一(yī)個矽烷(wan)醇縮 合(hé),從而使(shi)㊙️矽原子(zǐ)與被膠(jiao)物表面(mian)緊緊接(jie)🌈觸。如在(zài)丁腈酚(fēn)🔆醛結構(gòu)膠中加(jiā)入矽烷(wán)作增粘(zhān)劑,可💃以(yǐ)顯著提(ti)高膠接(jiē)強度。
②在(zài)膠接玻(bo)璃纖維(wei)方面國(guó)内外已(yǐ)普遍采(cai)用矽烷(wán)作處理(lǐ)劑。它能(néng)與界面(mian)發生化(hua)學反應(ying),從而提(ti)高膠接(jiē)強度。例(lì)如, 氯丁(ding)膠膠接(jie)若🏃🏻不用(yong)矽烷作(zuo)處理劑(ji)時,膠接(jiē)剝離強(qiáng)度爲1.07公(gong)斤/厘米(mi)2,若用氨(ān)基矽烷(wán)作處理(li)劑,則膠(jiao)接的剝(bāo)離強度(du) 爲8.7公斤(jīn)/厘米2。
③在(zài)橡膠與(yǔ)其他材(cái)料的膠(jiao)接方面(mian),矽烷增(zēng)粘劑具(ju)有特殊(shu)的功用(yong)。它明顯(xiǎn)地提高(gāo)各種橡(xiàng)膠與其(qi)它材料(liao)的膠接(jiē)強度。 例(li)如,玻🔞璃(li)與聚氨(ān)酯橡膠(jiāo)膠接時(shi),若不用(yòng)矽烷作(zuò)處理劑(jì),膠的剝(bao)離強度(du)爲0.224公㊙️斤(jin)/厘米2,若(ruo)加矽烷(wán)時,剝🌈離(li)強 度則(zé)爲7.26公斤(jīn)/厘米2。
一般(bān)的粘接(jiē)劑或樹(shu)脂配合(hé)使用偶(ǒu)聯劑後(hòu)不僅能(néng)提高粘(zhān)合強度(du),更主要(yao)的是增(zeng)加粘合(he)力的耐(nai)水性✉️及(ji)耐㊙️久性(xìng)。如聚 氨(ān)基甲酸(suān)🥵酯和環(huán)氧樹脂(zhi)對許多(duo)材💋料雖(sui)然具有(you)高的粘(zhan)合力,但(dàn)粘合的(de)耐㊙️久性(xing)及耐水(shui)性不太(tài)理想;加(jiā)入矽烷(wán)偶聯劑(ji)後, 這方(fang)面的性(xing)能可得(de)到顯著(zhe)的改善(shàn)。
矽烷偶(ǒu)聯劑的(de)其它方(fāng)面應用(yong)還包括(kuo):
①使固定(ding)化酶附(fù)着到玻(bo)璃基材(cái)表面,
②油(yóu)井鑽探(tàn)中防砂(sha),
③使磚石(shi)表面具(ju)有憎水(shui)性,
④通過(guò)防吸濕(shi)作用,使(shǐ)熒光燈(deng)塗層具(ju)有較高(gāo)的表面(miàn)電阻;
⑤提(tí)高液體(ti)色譜柱(zhù)中有機(jī)相對玻(bo)璃表面(miàn)的吸濕(shi)性能。
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