***偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经***偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能***还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是,***偶联剂的使用效果,还与***偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。***偶联剂的两种使用方法,即表面处理法及整体掺混法。前法是用***偶联剂稀溶液处理基体表面;后法是将***偶联剂原液或溶液,直接加入由聚合物及填料配成的混合物中,因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。
***偶联剂用量计算
被处理物(基体)单位比表面积所占的反应活性点数目以及***偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖,需先测定基体的Si-OH含量。已知,多数硅质基体的Si-OH含是来4-12个/μ㎡,因而均匀分布时,1mol***偶联剂可覆盖约7500㎡的基体。具有多个可水解基团的***偶联剂,由于自身缩合反应,多少要影响计算的准确性。若使用Y3SiX处理基体,则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂,且覆盖耐水解性差,故无实用价值。此外,基体表面的Si-OH数,也随加热条件而变化。例如,常态下Si-OH数为5.3个/μ㎡硅质基体,经在400℃或800℃下加热处理后,则Si-OH值可相应降为2.6个/μ㎡或<1个/μ㎡。反之,使用湿热盐酸处理基体,则可得到高Si-OH含量;使用碱性洗涤剂处理基体表面,则可形成硅醇阴离子。
倘若不掌握填料的比表面积,则可先用1%(质量分数)浓度的***偶联剂溶液处理填料,同时 改变浓度进行对比,以确定适用的浓度。
***偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,其通式为RSiX3,式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、基及丙乙烯酰氧基等基团,这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力,X代表能够水解的基团,如卤素、烷氧基、酰氧基等。因此,***偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用,使两种不同性质的材料偶联起来,从而改善生物材料的各种性能。因此,广泛应用在在橡胶、塑料、填充复合材料、环氧封装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等方面。
***偶联剂有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用。可强化提高复合材料的物理化学性能,如强度、韧性、电性能、耐水、耐腐蚀性。***偶联剂主要有以下几个方面:含量不够、悬浮物过多、水溶性不够要求。
***偶联剂的偶联机理是对无机填充剂的有机过程。偶联剂亦称为一种“架桥剂”,他一端亲无机,另一端亲有机,在无机填料和有机树脂之间架起一座桥梁。无机填料经用***偶联剂处理后,表面与***偶联剂亲无机一端的化学键作用而达到有机包覆(被***偶联剂作用后的无机填充剂称活化填充剂)。
活化填充剂加入有机树脂共混,其相溶性和分散性大幅度提高,从微观讲,两者相互紧密亲合,实现了产成品。从宏观讲,物理机械性能大幅度提高。在相同的性能指标下,可是无机填料大幅度增量使用,从而使橡塑制品的成本大幅度下降,以提高产品的市场竞争能力。
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