偶聯(lián)劑和表面活性劑在分子結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性能方面有些相似，但也有差別。二者都是由親水和疏水兩種基團組成。含硅和鋁氫氧化物的礦物大都容易與烷1基氧基硅烷相結(jié)合，硅石（都能產(chǎn)生煙和能沉淀的）、玻璃微珠、石英、沙粒、滑石粉、云母、粘土和硅石灰在填料的聚合物中能有效的被硅烷偶聯(lián)劑處理。表面活性劑通過分子中親水基團定向吸附在無機顏、填料表面形成單分子層，鈦1酸異丙酯這是一種物理吸附現(xiàn)象，從而提高顏填料在基料中的分散性和潤濕性，因此僅是物理吸附，所以表面活性劑有遷移現(xiàn)象影響光澤，外觀和附著力。

　　偶聯(lián)劑和表面活性劑的區(qū)別：

　　在涂料制造過程中，需要將屬于親水的極性物質(zhì)顏、填料分散到屬于疏水的非極性物質(zhì)有機基料中去。為了增加無機物與有機高分子之間的親合性，一·般要用偶聯(lián)劑或其它表面活性劑等處理無機物的表面，使它由親水變?yōu)槭杷?，從而促進無機物和有機物之間的界面結(jié)合。（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度、耐水、耐氣候等性能。

　　偶聯(lián)劑是通過化學(xué)反應(yīng)和無機顏填料表面進行偶聯(lián)結(jié)合并和高分子基料進行交聯(lián)，把兩種不同性質(zhì)的物質(zhì)結(jié)合起來，起橋梁作用，從結(jié)合強度，提高顏、填料在基料中的分散程序以及降低界面自由能的幅度，偶聯(lián)劑都大大勝過表面活性劑。

硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展

隨著人們對環(huán)保和節(jié)能意識日益增強, 近年來全球風(fēng)靡綠色輪胎 , 在減少輪胎滾動阻力的同時還具有較強的抗?jié)窕? 成為輪胎工業(yè)發(fā)展趨勢, 邁圖硅烷偶聯(lián)劑如何降低輪胎滾動阻力成為橡膠工業(yè)研究熱點, 一方面是橡膠本身結(jié)構(gòu)改變, 如溶聚丁橡膠開發(fā)與應(yīng)用; 二是采用白炭黑填充橡膠制備輪胎具有以往炭黑所沒有的良好的低滾動阻力和抗 濕滑性, 白炭黑的分散性及其他性能的發(fā)揮就必須與硅烷偶聯(lián)劑并用。因此可以說硅烷偶聯(lián)劑是繼白炭黑成為橡膠補強劑之后發(fā)展起來的一種新型助劑。硅烷偶聯(lián)劑可以有效的將白炭黑填料與 橡膠分子有機地結(jié)合起來, 從而提高橡膠制品的加工性能和力學(xué)性能。2、鑄造行業(yè)：是含有雙氨基官能團的硅烷偶聯(lián)劑KH-602,其在水型體系中具有良好的穩(wěn)定性。隨著橡膠和輪胎工業(yè)的快 速發(fā)展, 近10 年來硅烷偶聯(lián)劑成為發(fā)展快的偶聯(lián)劑之一, 邁圖硅烷偶聯(lián)劑尤其是在丁橡膠、天然橡膠和順丁橡膠等輪胎主要用橡膠方面應(yīng)用進展較快。

?硅烷偶聯(lián)劑作用機理

硅烷偶聯(lián)劑作用機理

硅烷偶聯(lián)劑提高填充料與橡膠復(fù)合材料性能的機理比較復(fù)雜, 人們對其進行大量的研究, 目前沒有一種理論能解釋所有的事實, 所以尚沒有一個完整統(tǒng)一的認識, 邁圖硅烷偶聯(lián)劑常用的理論主要有以下幾種:

1).化學(xué)鍵理論。在硅烷偶聯(lián)劑的偶聯(lián)機理中, 化學(xué)鍵理論是理論。該理論認為,硅烷偶聯(lián)劑含有反應(yīng)性基團, 它的一端能與無機材料表面的羥基或者金屬表面氧化物生成共價鍵或形成氫鍵, 另一端與有機材料形成共鍵價, 從而將無機材料和有機材料的界面有機的連接起來, 提高了復(fù)合材料的各項性能。另外,使用KH-602硅烷偶聯(lián)劑可避免采用底涂的工藝進行粘接。有的研究者認為, 硅烷偶聯(lián)劑在有機材料和無機材料之間作用, 除了化學(xué)鍵和氫鍵之外, 還存在色散力。

2).邁圖硅烷偶聯(lián)劑表面浸潤理論。硅烷偶聯(lián)劑的表面能效低, 潤濕能力較高, 能均勻分布在被處理表面,從而提高異種材料的相容性和分散性, 實際上硅烷偶聯(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。氯硅烷的氣味特別難聞，即便是在非常低的濃度下，這種氣味也是預(yù)警的信號。首先, 硅烷偶聯(lián)劑的粘度及表面張力低, 潤濕能力較高, 對于陶瓷、金屬等表面的接觸角很小, 可在其表面迅速鋪展開, 使無機材料表面被硅烷偶聯(lián)劑濕潤; 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)劑分子中的兩種基團便分別向極性的表面擴 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生成硅羥基, 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(yīng); 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(xué)反應(yīng), 從而完成了異種材料間的偶聯(lián)過程。

3).形態(tài)理論。無機填料上的硅烷偶聯(lián)劑會以某種方式改變鄰近有機聚合物的形態(tài), 從而改進粘結(jié)效果, 可變形層理論認為, 可以產(chǎn)生一個撓性樹脂層以緩和界面應(yīng)力; 而約束層理論則認為, 硅烷可以將聚合物結(jié)構(gòu)“ 緊束 在相間區(qū)域中。

硅烷偶聯(lián)劑的性能

硅烷偶聯(lián)劑改性自交聯(lián)水性聚氨酯將硅烷偶聯(lián)劑通過共價鍵連接到聚氨酯分子骨架上，利用硅烷氧基的水解、縮聚反應(yīng)形成的無機相能很好的和聚氨酯網(wǎng)絡(luò)相容，同時成為交聯(lián)點，從而能有效地增強材料聚氨酯的性能。

1.邁圖硅烷偶聯(lián)劑機械性能：隨著水性聚氨酯中硅烷偶聯(lián)劑含量的提高，水性聚氨酯的交聯(lián)密度增大，硬度會提高、拉伸強度會增大、拉斷伸長率降低。

2.熱穩(wěn)定性：經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性后聚氨酯能夠形成交聯(lián)聚合物，當溫度升高時不會熔化，因為分子鏈之間存在的交聯(lián)點而限制了整個分子鏈的運動，因而具有較好的耐熱性能；為了增加無機物與有機高分子之間的親合性，一·般要用偶聯(lián)劑或其它表面活性劑等處理無機物的表面，使它由親水變?yōu)槭杷裕瑥亩龠M無機物和有機物之間的界面結(jié)合。另外，新增的Si-鍵比C-O鍵具有更高的鍵能，這也有利于改善水性聚氨酯的熱穩(wěn)定性。

3.耐溶劑：通過硅偶聯(lián)劑的交聯(lián)作用，能夠降低水性聚氨酯分子鏈間的自由體積，在一定程度上阻礙了水和溶劑分子滲透到水性聚氨酯膜內(nèi)，從而增強其耐水性和耐溶劑性，這是由交聯(lián)的形成阻礙了溶劑分子滲透到材料內(nèi)部所引起。另一方面，眾所周知有機硅化合物能降低材料表面的表面能，在一定程度上也能降低水性聚氨酯膜的耐水性。應(yīng)用于塑料體系，是填料得到活化，從而大幅度提高填充量，減少樹脂用量，降低制品成本，提高抗沖強度，抗張強度，同時改善綜合加工性能。因此，硅偶聯(lián)劑改性的自交聯(lián)水性聚氨酯具有優(yōu)異的耐水性和耐溶劑性。

4.邁圖硅烷偶聯(lián)劑附著力：聚氨酯分子量上硅烷偶聯(lián)劑水解形成硅醇，在基材上干燥成膜的過程中，與基材上存在的羥基脫水形成-Si-O-鍵，提升了附著力。