矽烷偶聯(lián)劑: 矽烷偶(ou)聯劑是由(yóu)矽氯仿(HSiCl3)和(hé)帶有反應(yīng)性🏃基團的(de)不飽和烯(xi)烴在鉑氯(lü)酸催化下(xia)加 成,再經(jing)醇解而得(de)。矽烷偶 聯(lián)劑實質上(shang)是一類具(ju)有有機官(guan)能團的矽(xi)烷,在其分(fen)子中同時(shí)具有能和(hé)無機質材(cái)料(如玻璃(lí)✂️、矽砂、金屬(shu)等)化學結(jié)合 的反應(yīng)基團及與(yǔ)有機質材(cái)料💃(合成樹(shu)脂等)化學(xué)結合的反(fan)應基團。可(kě)用通式Y(CH2)nSiX3表(biao)示,此處,n=0~3;X- 可(kě)水解的基(ji)⭐團;Y一有機(jī)官能團,能(neng)與樹脂起(qǐ)💛反應。X 通常(chang)是氯基、甲(jia)氧基、乙氧(yang)基、甲氧基(jī)♉乙氧基、乙(yǐ)酰氧基等(děng), 這些基團(tuan)水解時即(jí)生成矽醇(chun)(Si(OH)3),而與無機(ji)物質結合(he),形🌏成矽氧(yang)烷。Y是乙烯(xī)基、氨基、環(huán)🍓氧基、甲基(jī)丙烯酰氧(yang) 基、巯基或(huò)脲基。這些(xiē)反應基可(ke)與有機物(wu)質🔴反應而(er)結合。
因此(ci),通過使用(yong)矽烷偶聯(lián)劑,可在無(wú)機物質和(hé)有機📞物質(zhì)的✍️界面之(zhī)間架起"分(fen)子橋",把兩(liang)種性質懸(xuan)殊的㊙️材料(liao)⛷️連接⚽在 一(yī)起, 起🐪提高(gao)複合材料(liào)的性能和(hé)增加粘接(jie)強度的作(zuò)用。 矽烷偶(ou)聯劑的這(zhe)一特性最(zui)早應用于(yú)玻璃纖維(wéi)增強塑料(liao)(玻璃 鋼)上(shang), 作玻璃纖(xian)維的🔱表面(miàn)處理劑,使(shǐ)玻璃鋼的(de)機械性能(neng)、電學性能(neng)和抗🎯老化(hua)性能得到(dao)🈚很大的提(ti)高,在玻璃(lí)鋼工業中(zhong) 的重要性(xing)早已得到(dao)公認。
目前(qián),矽烷偶聯(lian)劑的用途(tú)已從玻璃(lí)纖維增強(qiáng)塑料(FRP)擴🙇♀️大(da)到玻璃㊙️纖(xian)維增強熱(re)塑性塑料(liào)(FRTP)用的玻璃(lí)纖維 表面(miàn)📧處理🌈劑、無(wu)🌈機填充物(wù)的表面處(chù)理劑以及(jí)密封劑、 樹(shù)脂混凝土(tǔ)、水交聯♍性(xing)聚乙‼️烯、樹(shù)脂封裝材(cái)料、殼型造(zao)型、輪 胎、帶(dai)、塗料、膠粘(zhan)劑、研磨材(cái)料(磨石)及(jí)其它🍉的表(biǎo)面處理劑(jì)。
在矽烷偶(ǒu)聯劑這兩(liang)類性能互(hù)異的基團(tuan)中,以Y基團(tuán)最重要、它(ta)對制品性(xìng)能影響很(hen)大,起決定(ding)偶聯劑的(de)性能作用(yong)。 隻有當Y基(jī)團能💃和對(dui)應的樹脂(zhī)起反應, 才(cai)☀️能使複合(hé)材料的強(qiáng)度提高。一(yi)般要求🔴Y基(jī)團要與樹(shù)脂相容并(bìng)能起偶聯(lián)反應。 所以(yi),一定的樹(shù)♈脂得選擇(zé)含适當Y基(jī)團的矽烷(wan)偶聯劑。 當(dang)Y爲無反應(ying)性的烷基(jī)或芳基時(shí),對極性樹(shu)脂是不起(qi)作用的, 但(dan)可用于非(fēi)極性樹脂(zhī),如矽橡膠(jiao)、聚苯乙烯(xi)等的膠接(jiē)中。當Y含反(fan)應性官能(néng)基,要注意(yi)🐆它與所用(yong)樹脂的反(fǎn)應性及相(xiang)容 性。當Y含(han)氨基時,是(shì)屬♋于催化(hua)🔴性的,能在(zai)酚醛、脲醛(quan)、三聚氰胺(àn)甲醛的聚(ju)合中🔴作催(cuī)化劑,也可(ke)💔作爲環氧(yǎng)🌏和聚氨酯(zhǐ)樹 脂的固(gù)化劑,這時(shí)偶聯劑完(wan)全參與反(fan)應,形成新(xin)鍵。氨基矽(xi)烷類的偶(ǒu)聯劑是屬(shǔ)于通用型(xíng)💋的,幾乎能(néng)與各種樹(shù)脂起偶聯(lián) 作用,但聚(ju)酯樹脂例(li)外。x 基團的(de)種類對偶(ǒu)聯效果沒(mei)有影響。
因(yin)此,根據Y基(jī)團中反應(ying)基的種類(lei),矽烷偶聯(lian)劑也分别(bié)稱🐉爲乙🌈烯(xī)基矽烷、氨(an)基矽烷、環(huán)氧基矽烷(wán)、巯基矽🌈烷(wan)和甲 基丙(bǐng)烯酰氧基(jī)矽烷等,這(zhe)幾種有機(ji)官能團矽(xi)烷是最常(chang)用的矽烷(wán)偶聯劑。
矽(xi)烷偶聯劑(jì)的應用大(da)緻可歸納(na)爲三個方(fāng)面:
(一)用于(yú)玻璃纖維(wéi)的表面處(chù)理,能改善(shan)玻璃纖維(wéi)和樹脂的(de)粘合性能(néng),大大提高(gao)玻璃纖維(wei)增強複合(hé)材料的強(qiang)度、 電氣👅、抗(kang)水、抗氣候(hòu)等性能,即(jí)使在濕态(tài)時📐,它對複(fú)合材料機(jī)械性✊能的(de)提高,效果(guǒ)也十分顯(xian)著。
目前,在(zài)玻璃纖維(wei)中使用矽(xi)烷偶聯劑(jì)已相當普(pu)遍,用于這(zhè)一方面的(de)矽烷偶聯(lian)劑約占其(qí)消耗總量(liang)的50%,其中用(yong) 得較多的(de)品種是乙(yǐ)烯基矽烷(wan)、氨基矽烷(wan)、甲基丙烯(xi)酰氧基矽(xī)烷等。
(二)用(yòng)于無機填(tian)料填充塑(su)料。可預先(xiān)對填料進(jìn)行表面處(chu)理,也可直(zhi)接加入樹(shù)脂中。能改(gai)善填料在(zai)樹脂中的(de)🙇♀️分散 性及(jí)粘合力,改(gai)善工藝性(xing)能和提高(gāo)填充塑料(liào)(包括橡膠(jiao))的機械、電(dian)學和耐氣(qi)候等性能(néng)。
(三)用作密(mi)封劑、粘接(jiē)劑和塗料(liào)的增粘劑(jì),能提高它(ta)們的粘接(jiē)強♊度、耐水(shui)、耐氣候等(děng)性能。 矽烷(wán)偶聯劑往(wǎng)往可 以解(jie)決某些材(cái)料長期以(yi)來無法粘(zhān)接的難題(ti)。
矽烷偶聯(lián)劑作爲增(zeng)粘劑的作(zuò)用原理在(zài)于它本身(shēn)有兩種基(ji)團;一種基(jī)團可以和(he)被粘的骨(gu)架材料結(jie)合;而另一(yī)種基團 則(zé)⛱️可以與高(gāo)分子材料(liào)或粘接劑(ji)結合,從🧡而(er)在粘接界(jiè)面形成強(qiáng)力較高的(de)化學鍵,大(da)大改善了(le)粘接強度(du)。矽烷偶聯(lián)劑的應 用(yòng)一般有三(sān)㊙️種方法:一(yī)是作爲骨(gǔ)架材📐料的(de)表面處㊙️理(li)劑;二是加(jiā)入到粘接(jie)劑中,三是(shi)直接加入(rù)到高分子(zǐ)材料中。從(cóng)♻️充分 發揮(huī)其效能和(hé)降低成本(běn)的角度出(chū)發,前兩種(zhong)🏃♂️方法較好(hao)。
矽烷偶聯(lián)劑在膠粘(zhan)劑工業的(de)具體應用(yong)有如下幾(jǐ)個🔞方面:
①在(zai)結構膠粘(zhan)劑中金屬(shǔ)與非金屬(shǔ)的膠接,若(ruò)使用矽烷(wan)🔞類增粘劑(jì),就能與金(jin)屬氧化物(wu)縮合,或跟(gēn)另一個🐪矽(xī)烷✂️醇縮 合(hé),從而使矽(xī)原子與被(bèi)膠物表面(miàn)緊緊接觸(chu)。如在丁腈(jīng)酚醛結構(gòu)膠中加入(ru)矽烷🏃♀️作增(zēng)粘劑,可💋以(yi)顯著提高(gāo)膠接強度(dù)。
②在膠接玻(bo)璃纖維方(fang)面國内外(wai)已普遍采(cǎi)用矽烷作(zuo)處理⭐劑。它(ta)能⭐與界面(mian)發生化學(xue)反應,從而(er)提高膠接(jie)強度。例如(ru), 氯丁膠膠(jiāo)接若不用(yong)矽烷作處(chù)理劑時,膠(jiao)🐅接剝離強(qiáng)度爲1.07公斤(jin)/厘米2,若用(yong)氨基矽烷(wan)作處理劑(ji),則膠接的(de)⭐剝離強度(du) 爲8.7公斤/厘(li)米2。
一般的(de)粘接劑或(huò)樹脂配合(hé)使用偶聯(lian)劑後不僅(jǐn)能提高🐇粘(zhan)合🏃🏻♂️強度,更(geng)主要的是(shi)增加粘合(he)力的耐水(shui)性🏃🏻♂️及耐久(jiu)性👨❤️👨。如聚 氨(an)基甲酸❄️酯(zhi)和環氧樹(shu)脂對許多(duō)材料雖然(ran)具有高🌍的(de)粘合力,但(dan)粘合的耐(nài)♊久性及耐(nài)水性不太(tài)理想;加入(ru)矽烷偶聯(lián)劑後, 這方(fāng)面的性能(néng)可🍉得到顯(xian)著的🆚改善(shàn)。
矽烷偶聯(lián)劑的其它(tā)方面應用(yong)還包括:
①使(shǐ)固定化酶(mei)附着到玻(bo)璃基材表(biǎo)面,
②油井鑽(zuan)探中防砂(shā),
③使磚石表(biao)面具有憎(zēng)水性,
④通過(guo)防吸濕作(zuò)用,使熒光(guāng)燈塗層具(ju)有較高的(de)表面電阻(zǔ);
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