portant; overflow-wrap: break-word !important;">硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物,其通式為RSiX3,式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團,如氧基、硫基、乙烯基、環氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能夠水解的烷氧基,如鹵素、烷氧基、酰氧基等。
在進行偶聯時,首先X基水形成硅醇,然后與無機粉體顆粒表面上的羥基反應,形成氫鍵并縮合成-SiO-M共價鍵(M表示無機粉體顆粒表面)。同時,硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚形成網狀結構的膜覆蓋在粉體顆粒表面,使無機粉體表面有機化。 根據分子結構中R基的不同,硅烷偶聯劑可分為氨基硅烷、環氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及異氰酸酯基硅烷等。 硅烷偶聯劑可用于許多無機粉體,如填料或顏料的表面處理,其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等效果最好,對高嶺土、水合氧化鋁、氧化鎂等效果也比較好,對不含游離酸的鈦酸鈣效果欠佳。 但選擇硅烷偶聯劑對無機粉體進行表面改性處理時,一定要考慮聚合物基料的種類,也即一定要根據表面改性后無機粉體的應用對象和目的來仔細選擇硅烷偶聯劑。
多數硅烷偶聯劑在使用之前要配成水溶液,即使其預先水解。水解時間依硅烷偶聯劑的品種和溶液的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將會促進聚合物的生成。因此,已配置好的、已水解的硅烷偶聯劑不能放置太久,否則會自行縮聚而失效。 硅烷偶聯劑用量與偶聯劑的品種及填料的比面積有關,假設為單分子層吸附,可按下式進行計算:硅烷偶聯劑用量=(填料質量×填料比表面積)/硅烷偶聯劑最小包覆面積 硅烷偶聯劑最小包覆面積以硅烷偶聯劑的品種不同而異。一般來說,實際用量要小于用上述公式計算的用量。當不知道無機粉體的比表面積數據或硅烷偶聯劑的最小包覆面積時,可將硅烷偶聯劑用量選定為無機粉體質量的0.10%-1.5%。
大多數硅烷偶聯劑既可以用于干法表面改性,也可以用于濕法表面改性。