偶聯(lián)劑相關(guān)資料(編輯修改稿)
2025-07-21 12:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表517所列為聚合物基料與常用硅烷偶聯(lián)劑的適用性。表517 聚合物基料/硅烷偶聯(lián)劑的適用性續(xù)表517C 硅烷偶聯(lián)劑的使用方法應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑的方法有兩種：一是將硅烷配成水溶液，用它處理無(wú)機(jī)粉體后再與有機(jī)高聚物或樹(shù)脂基料混合，即預(yù)處理方法。另一種方法是將硅烷與無(wú)機(jī)粉體(如填料或顏料)及有機(jī)高聚物基料混合，即遷移法。前一種方法的表面改性處理效果好，是常用的表面改性方法。多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑在使用之前要配成水溶液，即使其預(yù)先水解。水解時(shí)間依硅烷偶聯(lián)劑的品種和溶液的pH值不同而異，從幾分鐘到幾十分鐘不等。配置時(shí)水溶液的pH值一般控制在3～5之間，pH值高于5或低于3將會(huì)促進(jìn)聚合物的生成。因此，已配置好的、已水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久，否則會(huì)自行縮聚而失效。硅烷偶聯(lián)劑用量與偶聯(lián)劑的品種及填料的比面積有關(guān)，假設(shè)為單分子層吸附，可按下式進(jìn)行計(jì)算：硅烷偶聯(lián)劑用量=硅烷偶聯(lián)劑最小包覆面積以硅烷偶聯(lián)劑的品種不同而異。部分硅烷偶聯(lián)劑的最小包覆面積參考數(shù)據(jù)見(jiàn)表518。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際用量要小于用上述公式計(jì)算的用量。當(dāng)不知道無(wú)機(jī)粉體的比表面積數(shù)據(jù)或硅烷偶聯(lián)劑的最小包覆面積時(shí)，%～%。大多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑既可以用于干法表面改性，也可以用于濕法表面改性。表518 部分硅烷偶聯(lián)劑的最小包覆面積續(xù)表518偶聯(lián)劑的作用機(jī)理20世紀(jì)60年代以來(lái)科學(xué)家對(duì)偶聯(lián)劑的作用機(jī)理的研究。已取得了很大進(jìn)展，雖尚未取得一致意見(jiàn)，但用化學(xué)鍵理論來(lái)解釋已由大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)。RSiOR型偶聯(lián)劑的不同端基能分別與聚合物和纖維發(fā)生反應(yīng)形成鍵。通過(guò)連接兩相的化學(xué)鍵使界面的粘結(jié)改善。斯拉德的研究表明沉積在玻璃纖維表面的偶聯(lián)劑通常包含物理與化學(xué)吸附組分的不均勻?qū)?，用冷水沖洗能將以氫鍵連接的部分偶聯(lián)劑沖掉，用熱水沖洗可洗掉以硅氧鍵連接的自聚體，在最后的分子層中，纖維以多個(gè)硅氧鍵與硅烷偶聯(lián)劑結(jié)合得非常牢固，這對(duì)提高界面粘結(jié)強(qiáng)度起主要作用，而物理吸附的組分是無(wú)效甚至是有害的。因此偶聯(lián)劑的濃度對(duì)界面粘結(jié)能也有影響，例如玻璃纖維在不同濃度的KH550(γ氨丙基三乙氧基硅烷)溶液中浸泡10min后制成試樣，%～1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)的效果最佳，在8%高含量溶液中處理的效果最差。當(dāng)偶聯(lián)劑濃度太低時(shí)，玻璃纖維上吸附量不足，濃度太高吸附于纖維表面的硅烷排列雜亂，物理吸附層相應(yīng)增厚，不利于界面粘結(jié)。經(jīng)KH350或A186[β(3，4環(huán)氧基乙基)乙基三甲氧基硅烷]處理后的玻璃纖維與環(huán)氧樹(shù)脂間的界面粘結(jié)能為55103J cm2，比未處理時(shí)的15103J cm2提高3倍多，但用含不飽和雙鍵基團(tuán)的A151 (乙烯基三乙氧基硅烷)處理后，界面粘結(jié)能反較未處理的低。這是由于環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中存在高活性的環(huán)氧基與KH550中的胺基發(fā)生反應(yīng)，在界面上形成三向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同樣A186分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基與環(huán)氧樹(shù)脂中的胺類固化劑能相互作用。而A151分子結(jié)構(gòu)中雖含活性較大的乙烯基，但由于它不能參與環(huán)氧樹(shù)脂的固化過(guò)程，因此起不到改善界面粘結(jié)能的作用。偶聯(lián)部分有有機(jī)硅烷型與非有機(jī)硅烷型兩大類，常被采用者就有許多種，需根據(jù)不同樹(shù)脂和要求選用不同的偶聯(lián)劑。玻璃纖維經(jīng)表面處理后制成的復(fù)合材料在酸、堿介質(zhì)中，其界面層腐蝕要比在水中的更為嚴(yán)重，這是因?yàn)樗帷A侵入界面層后，不僅破壞偶聯(lián)劑所起的作用，且進(jìn)一步腐蝕玻璃纖維，而堿比水和酸對(duì)玻璃纖維的腐蝕要?jiǎng)×摇；瘜W(xué)鍵理
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