【作用機理】

硅烷偶聯(lián)劑在兩種不同性質材料之間的界面作用機理已有多種解釋,如化學鍵理論、可逆平衡理論和物理吸附理論等。但是,界面現(xiàn)象非常復雜,單一的理論往往難以充分說明。通常情況下,化學鍵合理論能夠較好地解釋硅烷偶聯(lián)劑同無機材料之間地作用。根據這一理論,硅烷偶聯(lián)劑在不同材料界面的偶聯(lián)過程是一個復雜的液固表面物理化學過程。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便分別向極性相近的表面擴散,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,取向于無機材料表面,同時與材料表面的羥基發(fā)生水解縮聚反應;有機基團則取向于有機材料表面,在交聯(lián)固化中,二者發(fā)生化學反應,從而完成了異種材料間的偶聯(lián)過程。

5.新型高分子型偶聯(lián)劑 合成的高分子也是硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展方向之一，這種偶聯(lián)劑對膠粘劑中的樹脂具有更好的相容性，可在被粘物表面形成一個均一面，因而具有更好的粘接效果。 日本NUC公司新開發(fā)了1種新型高分子型偶聯(lián)劑（MMCA），就是在聚硅氧烷的主鏈上具有硅烷偶聯(lián)劑基本功能的水解集團和各種有機官能基的高分子化合物。MMCA除具有作為無機-有機界面的粘合助劑的功能外，還可以賦予復合材料耐熱性、耐磨性、耐藥品性、耐沖擊性和疏水性等。

3）在礦物填充熱塑性塑料中應用 熱塑性塑料如聚乙烯無反應的基團,使用偶聯(lián)劑的效果一般不顯著,但在復合材料中加入某些能產生游離基的助劑,使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應,則可以改善大多數含無機填料的熱塑性塑料的物理性能和顏料在塑料中的分散性,以及保護塑料在水中浸泡時免受水的侵蝕。同時,對玻纖增強熱塑性樹脂,硅烷偶聯(lián)劑賦予的性能遠超過玻璃,當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非填充樹脂。

硅烷偶聯(lián)劑早是于 20 世紀 40 年代由美國聯(lián)合碳化合物公司和道康寧公司首先開發(fā)的, 早把它作為玻璃纖維的表面處理劑而用在玻璃纖維增強塑料中 。隨后, 由于硅烷偶聯(lián)劑獨特的性能和顯著的改性效果,以及新產品的不斷問世,使其應用領域日益擴大。繼而在橡膠、塑料、填充復合材料、環(huán)氧封裝材料 、彈性體、涂料、粘合劑和密封劑等方面獲得了廣泛地應用 。使用硅烷偶聯(lián)劑可以極大地改進上述材料的機械性能 、電氣性能、耐候性 、耐水性、難燃性 、粘接性、分散性 、成型性以及工藝操作性等等 。事實上 ,硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)必不可少的助劑之一 。迄今為止 ,國內外文獻報道的已知結構的有機硅烷偶聯(lián)劑已有 100 多種,