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(wú)機(jī)材料和高分子材料的復(fù)合體系中，能通過(guò)物理或化學(xué)作用把二者結(jié)合，亦或能通過(guò)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(rùn)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(lèi)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(shù)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(guó)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(wú)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。可溶于水，在水中水解，沸點(diǎn)217℃，閃點(diǎn)104℃,分子量221.4

NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3KH-560美國(guó)聯(lián)碳公司：A-187美國(guó)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(wú)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(diǎn)290℃1、用于玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂、ABS、酚醛樹(shù)脂、尼龍、PBT等,提高無(wú)機(jī)填料、底材和樹(shù)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(wú)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(rùn)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(xiàn)電纜行業(yè)，用該偶聯(lián)劑處理陶土填充過(guò)氧化物交聯(lián)的EPDM體系。KH-570化學(xué)名稱(chēng)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(wú)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(guó)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(shù)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(wú)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(lèi)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(wú)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(shù)脂的粘合，也作含無(wú)機(jī)填料樹(shù)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(lèi)作用功能區(qū)域圖RO-是可水解的短鏈烷氧基，能與無(wú)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(lèi)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(zhǎng)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(wú)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(lèi)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(cè)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(shí)還應(yīng)考慮聚合物的熔點(diǎn)，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(lèi)活性基團(tuán)，一類(lèi)可與無(wú)機(jī)填料表面作用；另一類(lèi)可與樹(shù)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(jià)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(gè)無(wú)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(jià)格低廉能顯著降低填充體系的粘度相容劑高分子基復(fù)