【作用機(jī)理】

硅烷偶聯(lián)劑在兩種不同性質(zhì)材料之間的界面作用機(jī)理已有多種解釋,如化學(xué)鍵理論、可逆平衡理論和物理吸附理論等。但是,界面現(xiàn)象非常復(fù)雜,單一的理論往往難以充分說(shuō)明。通常情況下,化學(xué)鍵合理論能夠較好地解釋硅烷偶聯(lián)劑同無(wú)機(jī)材料之間地作用。根據(jù)這一理論,硅烷偶聯(lián)劑在不同材料界面的偶聯(lián)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的液固表面物理化學(xué)過(guò)程。首先,硅烷偶聯(lián)劑的粘度及表面張力低,潤(rùn)濕能力較高,對(duì)玻璃、陶瓷及金屬表面的接觸角小,可在其表面迅速鋪展開(kāi),使無(wú)機(jī)材料表面被硅烷偶聯(lián)劑潤(rùn)濕;其次,一旦硅烷偶聯(lián)劑在其表面鋪展開(kāi),材料表面被浸潤(rùn),硅烷偶聯(lián)劑分子上的兩種基團(tuán)便分別向極性相近的表面擴(kuò)散,由于大氣中的材料表面總吸附著薄薄的水層,一端的烷氧基便水解成硅羥基,取向于無(wú)機(jī)材料表面,同時(shí)與材料表面的羥基發(fā)生水解縮聚反應(yīng);有機(jī)基團(tuán)則取向于有機(jī)材料表面,在交聯(lián)固化中,二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而完成了異種材料間的偶聯(lián)過(guò)程。

3）在礦物填充熱塑性塑料中應(yīng)用 熱塑性塑料如聚乙烯無(wú)反應(yīng)的基團(tuán),使用偶聯(lián)劑的效果一般不顯著,但在復(fù)合材料中加入某些能產(chǎn)生游離基的助劑,使硅烷偶聯(lián)劑與樹(shù)脂反應(yīng),則可以改善大多數(shù)含無(wú)機(jī)填料的熱塑性塑料的物理性能和顏料在塑料中的分散性,以及保護(hù)塑料在水中浸泡時(shí)免受水的侵蝕。同時(shí),對(duì)玻纖增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂,硅烷偶聯(lián)劑賦予的性能遠(yuǎn)超過(guò)玻璃,當(dāng)混合料處于有害的條件下,可保持良好的物理和電氣性能。硅烷偶聯(lián)劑與礦物填料混合,可提高填充體系的物理和濕電氣性能指,使其接近或在有些情況下超過(guò)非填充樹(shù)脂。

正確使用硅烷偶聯(lián)劑才能真正起到偶聯(lián)作用 。硅烷偶聯(lián)劑的實(shí)際使用方法主要有兩種 :預(yù)處理法和整體摻合法 。

所謂預(yù)處理法就是先用偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行表面處理 ,制成活性填料 , 然后再加入到聚合物中 。根據(jù)處理方法不同可分為干法和濕法 。干法即噴霧法 ,是將填料充分脫水后在高速分散機(jī)中 ,于一定溫度下與霧氣狀的偶聯(lián)劑反應(yīng)制成活性填料 ;濕法也稱(chēng)溶液法 ,是將偶聯(lián)劑與其低沸點(diǎn)溶劑配制成一定濃度的溶液 , 然后在一定溫度下與無(wú)機(jī)填料在高速分散機(jī)中均勻分散而達(dá)到調(diào)料的表面改性。