硅烷偶聯(lián)劑
硅烷偶聯(lián)劑是塑料工業(yè)應(yīng)用最早,使用最廣的一大類偶聯(lián)劑,品種很多,其通式為R-Si- X3 ,通式中R基是與聚合物分子有反應(yīng)能力的氨基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基、硫基、甲基丙烯酰氧基等,它們能與聚合物反應(yīng)形成牢固的化學(xué)結(jié)合。通式中的X基為能夠水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基或過氧甲基等。使用時(shí)X基先水解為硅醇,然后與填料或增強(qiáng)材料表面的烴基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成化學(xué)鍵。
硅烷偶聯(lián)劑主耍用于玻瑞纖維的表面處理,對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料有突出的偶聯(lián)效果。此外在用于含硅酸成分較多的石英粉、白炭黑等添料時(shí),也有較好的效果,對(duì)陶土、水合氧化鋁等也有一定效果,但對(duì)不含游離水的碳酸鈣等填料效果較差。
硅烷偶聯(lián)劑通式中X基的水解作用是偶聯(lián)的基礎(chǔ),通常,一定的酸性和堿性都能促進(jìn)水解,但在堿性條件下形成的堿金屬鹽,很難去除,而在酸性條件下由于硅醇之間的相互縮合,會(huì)使活性點(diǎn)減少,降低偶聯(lián)效率,因此使用硅烷偶聯(lián)劑時(shí)應(yīng)注意酸堿性環(huán)境可能帶來的各種影響。
目前使用的硅烷偶聯(lián)劑主要有:
(1)不飽和硅烷 其通式中的R基是帶不飽和鍵的基團(tuán),如乙烯基硅烷(A-172);
(2)過氧化硅烷 通式可表示為R-Si-[OO(CH3)3 ],特點(diǎn)是可增進(jìn)聚合物與聚合物之間、聚合物與異相材料之間的粘合,如乙烯基三氧叔丁基硅烷(Y4301);
(3)磺酰疊氮硅烷 它們?cè)赗基中含有磺酰疊氮基(-SO2-N3) ,特點(diǎn)是受熱分解時(shí)產(chǎn)生的氮烯具極強(qiáng)的粘合力,主要用于熱固性塑料,美國Hercules公司生產(chǎn)的Azide S-3046等;
(4)含芳基硅烷 這類硅烷偶聯(lián)劑在R中含有芳基,故耐熱性好,適用于加工或使用溫度高的復(fù)合材料,如(對(duì)一氯芐基乙基)三甲氧基硅烷(CT2902 )。
值得指出的是,通常的硅烷偶聯(lián)劑由于其R基與聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、abs等熱塑性塑料缺乏足夠的反應(yīng)性,因而對(duì)這類聚合物的偶聯(lián)效果較差。但近年來發(fā)展起來的新型硅烷偶聯(lián)劑,如過氧化硅烷和磺酰疊氮硅烷等,對(duì)上述聚合物已取得明顯的偶聯(lián)效果。