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根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過程提出了4步硅烷偶聯(lián)劑,硅69,橡膠彈性耐磨劑,橡膠助劑,硅烷偶聯(lián)劑反應模型,即:①與硅原子相連的 SiX 基水解,生成 SiOH ;② si — OH 之間脫水縮合,生成含 si — OH 的低聚硅氧烷;③ 低聚硅氧烷中的 SiOH 與基材表面的 OH 形成氫 鍵;④加偶聯(lián)劑作用與機理熱固化過程中,伴隨脫水反應而與基材形成 共價鍵連接。一般硅烷偶聯(lián)劑,硅69,橡膠彈性耐磨劑,橡膠助劑,硅烷偶聯(lián)劑認為,界面上硅烷偶聯(lián)劑水解生成的 3 個硅羥基中只有 1 個與基材表面鍵合;剩下的 2 個 si — OH ,或與其他硅烷中的 si — OH 縮合,或呈游離狀態(tài)。因此,通過硅烷偶聯(lián)劑可使 2 種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來,從而提偶聯(lián)劑作用與機理高復合材料的性能和增加黏結(jié)強度,并獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領域?,F(xiàn)在,硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)中必不可少的助劑之一。
硅烷偶聯(lián)劑用作增黏劑時,主要是通過與聚合物生成化學鍵、氫鍵;潤濕及表面能效應;改善聚合物結(jié)晶性、酸堿反應以及互穿聚合物網(wǎng)絡的生成等而實現(xiàn)的。增黏主要圍繞3種體系:即(1)無機材料對有機材料;(2)無機材料對無機材料;(3)有機材料對有機材料。對于種黏接,通常要求將無機材料黏接到聚合物上,故需優(yōu)先考慮硅烷偶聯(lián)劑中Y與聚合物所含官能團的反應活性;后兩種屬于同類型材料間的黏接,故硅烷偶聯(lián)劑自身的反親水型聚合物以及無機材料要求增黏時所選用的硅烷偶聯(lián)劑。
使用硅烷偶聯(lián)劑-配成的溶液處理
使有硅烷偶聯(lián)劑溶液處理基體時,一般多選用噴霧法。處理前,需掌握硅烷用量及填料的含水量。將偶聯(lián)劑先配制成25%的醇溶液,而后將填料置入高速混合器內(nèi),在攪拌下泵入呈細霧狀的硅烷偶聯(lián)劑溶液,硅烷偶聯(lián)劑的用量約為填料質(zhì)量的0.2%-1.5%,處理20min即可結(jié)束,隨后用動態(tài)干燥法干燥之。除醇外,還可使用酮、酯及烴類作溶劑,并配制成1%-5%(質(zhì)量分數(shù))的濃度。為使硅烷偶聯(lián)劑進行水解或部分水解,溶劑中還需加入少量水,甚至還可加入少許HOAc作水解催化劑,而后將待處理物料在攪拌下加入溶液中處瑼,再經(jīng)過濾,及在80-120℃下干燥固化數(shù)分鐘,即可得產(chǎn)品。采用噴霧法處理粉末填料,還可使用硅烷偶聯(lián)劑原液或其水解物溶液。當處理金屬、玻璃及陶瓷時,宜使0.5%-2.0%(質(zhì)量分數(shù))濃度的硅烷偶聯(lián)劑醇溶液,并采用浸漬、噴霧及刷涂等方法處理,根據(jù)基材的處形及性能,既可隨即干燥固化,也可在80-180℃下保持1-5min達到干燥固化。
使有硅烷偶聯(lián)劑溶液處理基體時,一般多選用噴霧法。處理前,需掌握硅烷用量及填料的含水量。將偶聯(lián)劑先配制成25%的醇溶液,而后將填料置入高速混合器內(nèi),在攪拌下泵入呈細霧狀的硅烷偶聯(lián)劑溶液,硅烷偶聯(lián)劑的用量約為填料質(zhì)量的0.2%-1.5%,處理20min即可結(jié)束,隨后用動態(tài)干燥法干燥之。除醇外,還可使用酮、酯及烴類作溶劑,并配制成1%-5%(質(zhì)量分數(shù))的濃度。
使用硅烷偶聯(lián)劑水解物處理
即先將硅烷通過控制水解制成水解物而用作表面處理劑。此法可獲得比純硅烷溶液更佳的處理效果。它無需進一步水解,即可干燥固化。