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新型硅烷偶聯(lián)劑作用過程

偶聯(lián)劑作用過程

B?Arkles根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過程提出了4步反應(yīng)模型，即：

①與硅原子相連的SiX基水解，生成SiOH；

②Si-OH之間脫水縮合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；

③低聚硅氧烷中的SiOH與基材表面的OH形成氫鍵；

④加熱固化過程中，新型硅烷偶聯(lián)劑伴隨脫水反應(yīng)而與基材形成共價鍵連接。

一般認為，界面上硅烷偶聯(lián)劑水解生成的3個硅羥基中只有1個與基材表面鍵合；二是在硅烷偶聯(lián)劑與反應(yīng)過程中應(yīng)保持一定的反應(yīng)時間，因不同的反應(yīng)時間其改性的效果是不同的。剩下的2個Si-OH，或與其他硅烷中的Si-OH縮合，或呈游離狀態(tài)。因此，通過硅烷偶聯(lián)劑可使2種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來，從而新型硅烷偶聯(lián)劑提高復合材料的性能和增加黏結(jié)強度，并獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領(lǐng)域。現(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)中必不可少的助劑之一。

新型硅烷偶聯(lián)劑作用及功能

硅烷作用的機理和功能

當有機材料和無機材料共混時，有機硅在兩種材料表面顯示出親和力。有機硅的這種雙向功能，被稱為硅烷分子的雙向反應(yīng)。硅烷通過化學作用，在有機物和無機物兩種材料的縫隙間搭起了橋梁。由于硅烷的作用，兩種材料形成了持久的化學粘接，因此提高了礦物復合材料的耐久性能。當有許多其它材料共混時，硅烷被稱為偶聯(lián)劑，是具用雙向反應(yīng)的材料，在不同材料間搭起橋梁。由于硅烷的作用，兩種材料形成了持久的化學粘接，因此提高了礦物復合材料的耐久性能。

幾點介紹新型硅烷偶聯(lián)劑功能

硅烷偶聯(lián)劑的功能從幾個方面進行說明。

首先是化學交互作用，更準確說是新型硅烷偶聯(lián)劑化學反應(yīng)，硅烷中帶的有機基團和有機高分子材料的相容性是非常重要的，但對礦物填料和高分子材料的化結(jié)來說這并不是必需的。由于這個原因，應(yīng)該對硅烷進行選擇，保證選擇的硅烷能提供礦物填料和高分子材料適宜的化學粘結(jié)性能。身為偶聯(lián)劑中被應(yīng)用得最早、最廣泛的一員，硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展至今已有近70年的歷史，幾乎可以與任何一種材料交聯(lián)，包括熱固性材料、熱塑性材料、橡膠及無機材料等，因此應(yīng)用十分廣泛。

第二，硅烷的作用可以用相互貫穿的網(wǎng)絡(luò)理論來解釋。這種被稱為IPN的理論被廣泛采用，用來解釋有機物和無機物的粘合機理。IPN理論的實質(zhì)內(nèi)容是：硅烷在高分子材料中提供一個三維空間網(wǎng)絡(luò)傳播功能，新型硅烷偶聯(lián)劑促使兩種不同材料接觸面積的增加和纏結(jié)分子網(wǎng)絡(luò)的增加。為形成這種三維空間網(wǎng)絡(luò)，硅烷首先與填料表面發(fā)生反應(yīng)，然后與其他硅烷分子反應(yīng)，形成硅氧烷網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，有很多有機反應(yīng)點,是由烷氧基硅烷的R基團帶來的。硅烷的微電子應(yīng)用還在向縱深發(fā)展:低溫外延、選擇外延、異質(zhì)外延。