偶联剂含有一种化学官能团,能与玻璃纤维表面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。硅烷偶联剂的品种很多,通式中R基团的不同,偶联剂所适合的聚合物种类也不同,这是因为基团R对聚合物的反应有选择性,例如含有乙烯基和甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂,对不饱和聚酯树脂和丙烯酸树脂特别有效。其原因是偶联剂中的不饱和双键和树脂中的不饱和双键在引发剂和促进剂的作用下发生了化学反应的结果。但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。使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。常见解偶联剂是
硅烷类偶联剂类主要用于含硅的填料或玻璃纤维的表面处理,其结构通式为RSiX3,其中R是与树脂分子有亲和力或反应能力的活性基团,如氨基、环氧基、乙烯基、甲基丙烯酰基等;X为能水解基团,如甲氧基、乙酰基氧、乙氧基等。此类为水解硅烷,X为氧化基-O-OR时,称为氧化硅烷,X为含多原子基团-S-R时,称为多硫化硅烷。钛酸酯类偶联剂对于热塑性聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果,它进一步扩大了硅烷偶联剂的使用范围,使非极性的钙塑填充体系的偶联效果明显提高。铝钛复合偶联剂可改善制品的物理机械性能,如提高冲击强度,提高热变形温度,可与钛酸酯类偶联剂相媲美,但是价格只为钛酸酯类偶联剂的一半,具有色浅、无毒、使用方便等特点,较钛酸酯偶联剂的热稳定性更好,对于颜料的分散有极优的效果。铝酸酯类偶联剂兼具钛酸酯类和铝酸酯类偶链接的双重特点,成本低,用途广。硅烷偶联剂kh550工厂选择偶联剂的有哪些方法?
偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而较大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小NR用量,从而降低成本。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应,又能与基体树脂反应,在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层,界面层能传递应力,从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度,提高了复合材料的性能,同时还可以防止其它介质向界面渗透,改善界面状态,有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
偶联剂能够提高耐久性,可归因如下几方面。①粘接界面形成化学键或氢键结合,使界面变得更牢固、更稳定。②改变了环氧树脂与填料的结合性能,使胶层内聚强度增加。③形成了环氧胶黏剂和被粘物与聚硅氧烷的新界面,防止水分和湿气渗透到界面,有了阻挡层,增强了抗御环境腐蚀能力。④偶联剂与环氧树脂和被粘表面反应生成化学键,使粘接力增大,粘接强度提高。⑤偶联剂降低了环氧胶黏剂体系的黏度和表面张力,改善了对被粘物的湿润性。⑥能减小或消除界面上的内应力。偶联剂具有选择性,也就是说,不是一种偶联剂可以适用于任何体系,而是需要匹配,除了按照偶联剂的有机官能团与环氧树脂的反应性选择外,还要考虑体系的酸碱性。一般来说,对于酸性聚合物环氧树脂、酸性填料(二氧化硅)更好选择碱性偶联剂(KH一550);反之碱性填料(氧化铝、碳酸钙等),应选用酸性偶联剂为宜。偶联剂降低了环氧胶黏剂体系的黏度和表面张力,改善了对被粘物的湿润性。
钛酸酯偶联剂活化碳酸钙(CaCO3),机理:CaCO3颗粒表面的羟基(-OH)与钛酸酯偶联剂的异丙基产生脱异丙醇的化学反应,从而将亲油性基团化学链合至CaCO3颗粒表面而得到疏水亲油性活性碳酸钙,与硬脂酸处理相比,其优点:1.钛酸酯偶联剂与碳酸钙是化学键结合,在塑料加工高温环境下不易解吸;2.可以引入酯键、磷酯键、巯基键、环氧键等功能性基团;3.在PVC制品中性能好于硬脂酸。钛酸酯偶联剂缺点:1.大多数钛酸酯遇水分解失效,使用不便;2.亲油性基团分子量过小,通常亲油基分子量<1000,无法与高分子材料的分子键形成缠绕,在塑料制品中对提高复合材料的力学性能有限。钛酸酯偶联剂从经典超分散剂理论来看,在塑料中不具有超分散的基本特性。偶联剂能提高复合材料湿态物理机械强度、湿态电气性能。偶联剂550和560区别
偶联剂有利于耐应力及电绝缘性能。常见解偶联剂是
钛酸酯偶联剂(除焦磷酸型外)特别适合于不含游离水,只含化学键合水或物理键合水的干燥填充剂体系,如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基焦磷酸酯型:适合于含湿量较高的填充剂体系,如陶土、滑石粉等,在这些体系中,除单烷氧基与填充剂表面的羟基反应形成偶联外,焦磷酸酯基还可以分解形成磷酸酯基,结合一部份水。配位型偶联剂可以避免四价钛酸酯在某些体系中的副反应。如在聚酯中的酯交换反应,在环氧树脂中与羟基的反应,在聚氨酯中与聚醇或异氰酸酯的反应等。该类偶联剂在许多填充剂体系中都适用,有良好的偶联效果,其偶联机理和单烷氧基型类似。常见解偶联剂是
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