一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验,预选并应在既有经验或规律的基础上进行。
硅烷偶联剂也称为乙烯基硅烷,氨基硅烷,环氧硅烷,巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷。 这些有机官能硅烷是常用的硅烷偶联剂。它的应用可以大致概括为三个方面:1.用于玻璃纤维的表面处理,可提高玻璃纤维与树脂的粘结性能,大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度,电气,耐水性,耐候性等性能。 改善材料的机械性能也是非常有效的。
一.化学键合理论 该理论认为偶联剂含有一种化学官能团,能与玻璃纤维表而的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键。 此外,偶联剂还含有至少一种别的不同的官能团与聚合分子键合,以获得良好的界面结合,偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。
偶联剂按化学结构一般可分为:硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂及其他类偶联剂。一般来说,偶联剂两端的官能团分别与填料的分散相和基质聚合物进行反应。因填料不同,偶联效果差别很大,例如硅烷偶联剂对于二氧化硅、三氧化二铝、玻璃纤维、陶土、硅酸盐、碳化硅等有显著效果,对滑石粉、粘土、氢氧化铝、硅灰石、铁粉、氧化铝等效果稍差些,对石棉、二氧化钛、三氧化二铁等效果不太大,对碳酸钙、石墨、炭黑、硫酸钡、硫酸钙等效果很小。
一、交联 硅烷偶联剂一旦被接枝到聚合物主链中,它可以通过硅氧烷键的形成将聚合物分子连接到一起,从而产生一个三维的网状结构。这种“交联”被周围的潮气活化,这种活化在室温下即可进行。硅烷可为涂料、粘合剂、密封剂和复合材料提供更佳的的热稳定性,抗蠕变性、硬度和抗化学性。
偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。偶联剂分子结构的特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。