偶聯劑是一種在無機材料和高分子材料的復合體系中, 能通過物理和/或化學作用把二者結合,亦或能通過物理和/或化學反應, 使二者的親和性得到改善, 從而提高復合材料綜合性能的一種物質。下面就由小編為大家介紹一種研究最早,應用最早的偶聯劑----硅烷偶聯劑。
1.簡介
硅烷偶聯劑是一類分子中同時含有兩種不同化學性質基團(有機官能團和可水解基團)的硅烷,分子結構式一般為:Y-R-Si(Men)X4-n-1(式中Y一有機官能基,R-可水解硅官能團)。
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,形成有機基體-硅烷偶聯劑-無機基體的結合層,提高復合材料的性能和增加粘接強度。典型的硅烷偶聯劑有A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)等。
2.應用
1)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。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%。
2)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,從而改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善無機填料與樹脂之間的相容性,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。
3)用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑
提高材料的粘接強度、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。硅烷偶聯劑之所以能作為增粘劑,其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,提高粘接強度。
4)其他方面的應用:
①使固定化酶附著到玻璃基材表面;②油井鉆探中防;③使磚石表面具有憎水性;④通過防吸濕作用,使熒光燈涂層具有較高的表面電阻;⑤提高液體色譜柱中有機相對玻璃表面的吸濕性能;⑥改善填充橡膠的物理加工性能等。
3.小結
隨著高性能和高功能化材料的迅速發展,硅烷偶聯劑進入更廣闊的應用領域。因此,硅烷偶 聯劑已成為有機硅工業、復合材料工業、高分子工業中不可缺少的助劑之一,為了促進化工工業的發展,硅烷偶聯劑需要不斷地完善自我,提升其應用性能和拓展應用領域。
資料來源:
1. 陳世容,瞿晚星,徐卡秋. 硅烷偶聯劑的應用進展[J]. 有機硅材料。
2. 網絡收集。
粉體圈整理
作者:粉體圈
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