【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。

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(tuán)和各種有機(jī)官能基的高分子化合物。MMCA除具有作為無機(jī)-有機(jī)界面的粘合助劑的功能外，還可以賦予復(fù)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(yīng)用 熱塑性塑料如聚乙烯無反應(yīng)的基團(tuán),使用偶聯(lián)劑的效果一般不顯著,但在復(fù)合材料中加入某些能產(chǎn)生游離基的助劑,使硅烷偶聯(lián)劑與樹脂反應(yīng),則可以改善大多數(shù)含無機(jī)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(hù)塑料在水中浸泡時免受水的侵蝕。同時,對玻纖增強(qiáng)熱塑性樹脂,硅烷偶聯(lián)劑賦予的性能遠(yuǎn)超過玻璃,當(dāng)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(jì) 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(qiáng)塑料中 。隨后, 由于硅烷偶聯(lián)劑獨(dú)特的性能和顯著的改性效果,以及新產(chǎn)品的不斷問世,使其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。繼而在橡膠、塑料、填充復(fù)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(yīng)用 。使用硅烷偶聯(lián)劑可以極大地改進(jìn)上述材料的機(jī)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(shí)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(nèi)外文獻(xiàn)報道的已知結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑已有 100 多種,