硅烷偶聯劑
硅烷偶聯劑是塑料工業應用最早,使用最廣的一大類偶聯劑,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能力的氨基、乙烯基、環氧基、氰基、硫基、甲基丙烯酰氧基等,它們能與聚合物反應形成牢固的化學結合。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X基先水解為硅醇,然后與填料或增強材料表面的烴基發生化學反應,形成化學鍵。
硅烷偶聯劑主耍用于玻瑞纖維的表面處理,對玻璃纖維增強塑料有突出的偶聯效果。此外在用于含硅酸成分較多的石英粉、白炭黑等添料時,也有較好的效果,對陶土、水合氧化鋁等也有一定效果,但對不含游離水的碳酸鈣等填料效果較差。
硅烷偶聯劑通式中X基的水解作用是偶聯的基礎,通常,一定的酸性和堿性都能促進水解,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,會使活性點減少,降低偶聯效率,因此使用硅烷偶聯劑時應注意酸堿性環境可能帶來的各種影響。
目前使用的硅烷偶聯劑主要有:
(1)不飽和硅烷 其通式中的R基是帶不飽和鍵的基團,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 ],特點是可增進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 它們在R基中含有磺酰疊氮基(-SO2-N3) ,特點是受熱分解時產生的氮烯具極強的粘合力,主要用于熱固性塑料,美國Hercules公司生產的Azide S-3046等;
(4)含芳基硅烷 這類硅烷偶聯劑在R中含有芳基,故耐熱性好,適用于加工或使用溫度高的復合材料,如(對一氯芐基乙基)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性,因而對這類聚合物的偶聯效果較差。但近年來發展起來的新型硅烷偶聯劑,如過氧化硅烷和磺酰疊氮硅烷等,對上述聚合物已取得明顯的偶聯效果。