【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)過程是一個復(fù)雜的液固表面物理化學(xué)過程。首先,硅烷偶聯(lián)劑的粘度及表面張力低,潤濕能力較高,對玻璃、陶瓷及金屬表面的接觸角小,可在其表面迅速鋪展開,使無機(jī)材料表面被硅烷偶聯(lián)劑潤濕;其次,一旦硅烷偶聯(lián)劑在其表面鋪展開,材料表面被浸潤,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,取向于無機(jī)材料表面,同時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)過程。

1.偶聯(lián)劑在橡膠中的應(yīng)用效果

（1）對橡膠-填料相互作用的影響 采用納米材料作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑時,由于納米粒子是在非平衡、苛刻條件下制得的,其表面原子處于高度活化狀態(tài),表面能量很大,納米粒子之間容易凝聚成團(tuán),加之納米粒子的表面特性及其較低的分散能,導(dǎo)致其與橡膠的相容性較差。經(jīng)偶聯(lián)劑處理后,納米白炭黑具有較低的表面能,易被橡膠大分子浸潤,提高了白炭黑填料的分散程度。同時由于偶聯(lián)劑在橡膠和填料之間起著橋梁作用,增強(qiáng)了納米白炭黑粒子與橡膠基質(zhì)的界面粘結(jié),提高了其對橡膠基質(zhì)的補(bǔ)強(qiáng)能力。

硅烷偶聯(lián)劑是一類分子中同時含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)的有機(jī)硅化合物，用以改善聚合物與無機(jī)物實(shí)際粘接強(qiáng)度。這既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸潤性、流變性和其它操作性能的改進(jìn)。偶聯(lián)劑還可能對界面區(qū)域產(chǎn)生改性作用，以增強(qiáng)有機(jī)相與無機(jī)相的邊界層。

因此，硅烷偶聯(lián)劑廣泛運(yùn)用于膠黏劑、涂料和油墨、橡膠、鑄造、玻璃纖維、電纜、紡織、塑料、填料、表面處理等行業(yè)。