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用作硅烷偶聯(lián)劑:
有機(jī)官能烷氧基硅烷被用來(lái)偶聯(lián)有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)材料。這種應(yīng)用的典型特點(diǎn)就是增強(qiáng),如混入塑料和橡膠的玻璃纖維和礦物填充物。它們和熱固及熱塑體系一起使用。一般的粘接劑或樹脂配合使用偶聯(lián)劑后不僅能提高粘合強(qiáng)度,更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。礦物填充物,如白碳黑、滑石、云母、硅灰石、粘土和其他材料在混合工藝中或預(yù)先用硅烷處理,或在復(fù)合過程中直接添加。通過在親水、非有機(jī)反應(yīng)填充物上使用有機(jī)官能硅烷,礦物表面變得具有反應(yīng)性,并且親油。玻璃纖維的應(yīng)用包括汽車車體、船舶、淋浴間、印刷電路板、衛(wèi)1星電視天線、塑料管和容器及其他。礦物填充體系包括增強(qiáng)聚、白碳黑填充模塑料、碳化硅砂輪、粒料-填充聚合物混凝土、沙-填充鑄造樹脂和粘土-填充EPDM電線和電纜。也包括用于汽車輪胎、鞋底、機(jī)械材料和其他一些應(yīng)用的粘土-和白碳黑-填充橡膠。
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用范圍
硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個(gè)方面:
(一)用于玻璃纖維的表面處理,能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態(tài)時(shí),它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高,和效果也十分顯著。
目前,在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當(dāng)普遍,用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%,其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲1基酰氧基硅烷等。
(二)用于無(wú)機(jī)填料填充塑料??深A(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理,也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。
(三)用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑,能提高它們的粘接強(qiáng)度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法粘接的難題。
硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團(tuán);一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合;而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合,從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵,大大改善了粘接強(qiáng)度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法:一是作為骨架材料的表面處理劑;二是加入到粘接劑中,三是直接加入到高分子材料中。又如采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對(duì)廢環(huán)氧模塑料粉(廢EMC粉)進(jìn)行表面改性并制備了相應(yīng)的改性廢EMC粉/PVC復(fù)合材料,提高了拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,而且也大大改善了廢EMC粉和PVC之間的相容性,提高了界面結(jié)合強(qiáng)度。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā),前兩種方法較好。
一般的粘接劑或樹脂配合使用偶聯(lián)劑后不僅能提高粘合強(qiáng)度,更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和環(huán)氧樹脂對(duì)許多材料雖然具有高的粘合力,但粘合的耐久性及耐水性不太理想;加入硅烷偶聯(lián)劑后,這方面的性能可得到顯著的改善。
有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的用量
偶聯(lián)劑用量有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的用量
有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的用量與有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的種類和填料比表面積有關(guān),有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的用量可以通過下式來(lái)計(jì)算
G=(M×A)/B
式中:G---有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的用量(g)
附一填料用量(g)
A一填料比表面積(m':'g)
B- 1機(jī)硅偶聯(lián)劑z小包覆面積(mz/g)
有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑Z小包徽面積是從溶液中沉淀
出Ig有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑所復(fù)蓋的墓材即填料,不同的
有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑其Z小包覆面積不同
有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用
用有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑處理無(wú)機(jī)填料使之改性,具體操作如下:
取無(wú)機(jī)填料重量的0.5.1.0%的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑,用2-5倍盤的醇水溶液(水r醇=1/9)棍合分散把要處理的給定量的無(wú)機(jī)填料加人混合機(jī)開動(dòng)攪拌,在室a下數(shù)分鐘內(nèi)將配制好的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑醇水溶液加人棍合機(jī)內(nèi).繼續(xù)攪拌5 -10mm,使之充分混合。該理論認(rèn)為,硅烷偶聯(lián)劑含有反應(yīng)性基團(tuán),它的一端能與無(wú)機(jī)材料表面的羥基或者金屬表面氧化物生成共價(jià)鍵或形成氫鍵,另一端與有機(jī)材料形成共鍵價(jià),從而將無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的界面有機(jī)的連接起來(lái),提高了復(fù)合材料的各項(xiàng)性能。將混合機(jī)的溫度按一定速率升至100 -150℃.再棍合攪拌30 ---60mh 1 .然后降至室沮供選用.