钛系偶联剂功能

众所周知，四价碳原子构筑了生命的基础。化学家们联想到四价钛所具有的多种特征，巧妙地设计了含多官能度的钛酸酯，其通式为:(R1O)mTi-(OX-R2-Y)n，企图作为联结无机填料同有机聚合物的分子桥。如图1所示:它的一端(R1O)m二与无机物的表面水和自由质子氢(H十)作用，形成包围无机物的单分子层，从而造成了无机填料和有机聚合物之间表面能的新变化，其结果，体系的粘度大大降低。例如:在聚本乙烯中填充50%CaCO3，熔融流动为0.36，加入了钛酸酯偶联剂后，其熔融流动增至1.17。④R：是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的粘度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。

由于无机填料表面水的存在状态、湿度的差异以及体系的不同，与之相应的(R，0)二和作用机理也有很大悬殊。

含有这两种基团的偶联剂用于环氧树脂和酚醛树脂时则效果不明显，因为偶联剂中的双键不参与环氧树脂和酚醛树脂的固化反应。钛酸酯偶联剂和***偶联剂可以并用，产生协同效应，例如用螯合型钛酸酯处理经***偶联剂处理过的玻璃纤维，偶联效果大幅度提高。但环氧基团的***偶联剂则对环氧树脂特别有效，又因环氧基可与不饱和聚酯中的羟基反应，所以含环氧基***对不饱和聚酯也适用；而含胺基的***偶联剂则对环氧、酚醛、三聚青胺、聚氨酯等树脂有效。含-SH的***偶联剂则是橡胶工业应用广泛的品种。

通过以上两反应，***偶联剂通过化学键结合改善了复合材料中高聚物和无机填料之间的粘接性，使其性能大大改善，那么偶联剂的处理效果如何？可通过理论粘结力的推算进行表征。

根据界面化学的粘接理论，胶粘剂与被粘物之间单位面积的次价键粘接力主要考虑色散力。

使用钛酸酯偶联剂大体的用量：

1、钛酸酯偶联剂的用量是亲水反映基团与颜填料所提供的羟基质子发生反应，用量只要是0.8%-1.5%，不要用的太多。如在天然橡胶填料中，加1%KR一44与聚氨酯粘接，粘接力超过好的产品27%。否则成本要加的多而且效果也不是很好，可以根据颜填料粒度和表面官能团的情况等来决定合适的用量。***为简单的方法就是看涂料或油漆在加入钛酸酯偶联剂后的粘度变化，来测定法来求得粘度和偶联剂用量的关系。如果粘度下降大点就是合适的钛酸酯用量。当然，如果颜料的目数很大，也就是讲颗粒小，相对来讲用的量就要多一些，因为它的比表面积也随之增加，偶联剂的量也要增加。（通常我们指的颜料有炭黑、酞菁蓝、铁红、中铬黄等）。