硅烷偶联剂作用机理
硅烷偶联剂提高填充料与橡胶复合材料性能的机理比较复杂, 人们对其进行大量的研究, 目前没有一种理论能解释所有的事实, 所以尚没有一个完整统一的认识, 硅烷偶联剂常用的理论主要有以下几种:
1).化学键理论。在硅烷偶联剂的偶联机理中, 化学键理论是最主要理论。该理论认为,硅烷偶联剂含有反应性基团, 它的一端能与无机材料表面的羟基或者金属表面氧化物生成共价键或形成氢键, 另一端与有机材料形成共键价, 从而将无机材料和有机材料的界面有机的连接起来, 提高了复合材料的各项性能。有的研究者认为, 硅烷偶联剂在有机材料和无机材料之间作用, 除了化学键和氢键之外, 还存在色散力。
2).硅烷偶联剂表面浸润理论。硅烷偶联剂的表面能效低, 润湿能力较高, 能均匀分布在被处理表面,从而提高异种材料的相容性和分散性,硅烷偶联剂厂家, 实际上硅烷偶联剂在不同材料界面的偶联过程是一个复杂的 液固表面物理化学过程。首先, 硅烷偶联剂的粘度及表面张力低, 润湿能力较高, 对于陶瓷、金属等表面的接触角很小, 可在其表面迅速铺展开, 使无机材料表面被硅烷偶联剂湿润; 其次, 一旦硅烷偶联剂在其表面铺展开, 材料表面被浸润, 硅烷偶联剂分子中的两种基团便分别向极性的表面扩 散, 由于大气中的材料表面总吸附着薄薄的水层,一端的烷氧基便水解生成硅羟基, 取向于无机材料表面, 同时与材料表面的羟基发生水解缩聚反应; 有机基团则取向于有机材料表面, 在交联固化中, 二者发生化学反应, 从而完成了异种材料间的偶联过程。
3).形态理论。无机填料上的硅烷偶联剂会以某种方式改变邻近有机聚合物的形态,赢创硅烷偶联剂, 从而改进粘结效果, 可变形层理论认为, 可以产生一个挠性树脂层以缓和界面应力; 而约束层理论则认为,硅烷偶联剂, 硅烷可以将聚合物结构“ 紧束 在相间区域中。
硅烷偶联剂KH-570
化学名称: γ-甲1基丙烯酰氧基丙基三甲1氧基硅烷
对应牌号: A-174(GE);Z-6030(道康宁);KBM-503(日本信越)
分 子 式: CH2=C(CH3)COO(CH2)3SI(OCH3)3
分 子 量: 248
闪 点: 108℃
沸 点: 255℃
CAS 号: 2530-85-0
外 观: 无色至淡黄色透明液体
折 光 率: ND25 1.4285-1.4310
密 度: 1.043-1.053
含 量: ≥97%
溶 解 性: 可溶于有机化溶1剂 ,在水中水解,水解后在搅拌下可溶于 PH值4-5的水中,水解产生甲1醇。
硅烷偶联剂KH-570应用领域
1、复合材料:
硅烷偶联剂KH-570主要用于不饱和聚酯复合材料,迈图硅烷偶联剂,可以提高复合材料的机械性能、电气性能、透光性能,特别是能大幅度提高复合材料的湿态性能。
2、玻璃纤维和玻璃钢:
用含有硅烷偶联剂KH-570的浸润剂处理玻璃纤维,可提高玻璃纤维制品强度,提高制品湿态的机械强度和电气性能。
3、电线电缆:
用硅烷偶联剂KH-570处理填料填充氧化物交联的EPM和EPDM体系,改善了消耗因子及比电感容抗。同时提高电线电缆的抗老化及耐侯性能。
4、涂料、胶粘剂和密封剂:
硅烷偶联剂KH-570与丙烯酸或甲1基丙烯酸单体共聚,提供优异的粘合力和耐久性。
5、适用的树脂:
不饱和树脂、三元乙丙橡胶、ABS、 PVC、 PE 、PP、 PS、 丙烯酸等。
用硅酸钠制备纳米SiO2乳液与天然胶乳制备出SiO2/NR复合材料在经过硅烷偶联剂处理的纳米SiO2 在复合材料中分散均匀,力学性能较好。除了无机复合材料,在纳米氧化锌制备中也加入了硅烷偶联剂,采用的硅烷偶联剂有KH550、KH 560、KH 570对纳米ZnO进行了改性,研究表明硅烷偶联剂KH570改性效果较好,改性后纳米ZnO 粉体表面包覆了KH 570,晶型没有发生明显改变但分散性变好。
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