偶联剂的作用机理

一:偶联剂作用的作用机理

B . Arkles 根据偶联剂的偶联过程提出了4步反应模型,即:①与硅原子相连的 SiX 基水解,生成 SiOH ;② Si — OH 之间脱水缩合,生成含 Si — OH 的低聚硅氧烷;③ 低聚硅氧烷中的 SiOH 与基材表面的 OH 形成氢 键;④加热固化过程中,伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。一般认为,界面上硅烷偶联剂水解生成的 3 个硅羟基中只有 1 个与基材表面键合;剩下的 2 个 Si — OH ,或与其他硅烷中的 Si — OH 缩合,或呈游离状态。因此,通过硅烷偶联剂可使 2 种性能差异很大的材料界面偶联起来,从而提高复合材料的性能和增加黏结强度,并获得性能优异、可靠的新型复合材料。硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、胶黏剂、密封剂、涂料、玻璃、陶瓷、金属防腐等领域。现在,硅烷偶联剂已成为材料工业中必不可少的助剂之一。

二:偶联剂作用的介绍

偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物。在它的分子中,同时具有能与无机材料 ( 如玻璃、水泥、金属等 ) 结合的反应性基团和与有机材料 ( 如合成树脂等 ) 结合的反应性基团。常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。偶联剂作表面改性剂,用于无机填料填充塑料时,可以改善其分散性和黏合性。

三:偶联剂作用的最新发展

随着高性能和高功能化材料的迅速发展,偶联剂进入更广阔的应用领域。因此,硅烷偶联剂已成为有机硅工业、复合材料工业、高分子工业中不可缺少的助剂之一。目前,已有不同种类、不同特性的硅烷偶 联剂新产品问世,丰富着硅烷偶联剂家族。美国《橡胶和塑料新闻》报道: Cromptonosi 公司开发了一种新型硅烷偶联剂 NXT 。据该公司称,这种偶联剂给白炭黑轮胎胶料的混炼技术带来了重大突破。新一代 NXT 硅烷偶联剂是现有偶联剂的换代产品,填 充于白炭黑的胎面胶中可以降低胶料黏度、减少混炼 段数、改善胶料加工性能、促进补强剂分散、提高胶料的动态力学性能。此外,这种偶联剂提高了白炭黑胎 面胶的耐老化性能,延长胶料贮存时间,同时还减少了成品轮胎中挥发性有机物的含量。 NXT 偶联剂开发成功已有7年,但 2002 年 9 月 10 日 才正式投放市场。白炭黑轿车轮胎由于燃油消耗量低、牵引性好、耐滑、耐磨,因而销量年增长率达 10 % 以上。因此,使用 100 % 白炭黑的轿车轮胎胎面胶对混炼技术提出了新的要求。加工白炭黑轮胎胎面胶的主要缺点是需要在几段混炼过程中反复冷却胶料,导致轮胎总成本增加。使用 Cromptonosi 公司 NXT 硅烷偶联剂时可采用 ~ 段法混炼工艺制备胎面胶。一段法胎面胶改善了动 态力学性能。德国迪高莎公司对硅烷偶联剂的结构进 行改性,使改性后的硅烷偶联剂应用到复合材料中获得更好的效果,在某方面有更优越的用途。该公司制 备的硫氰基丙基三乙氧基硅烷 ( 德国迪高莎公司,商品名为 Si - 264) 是一类橡胶用偶联剂,较硅烷偶联剂 双 -[3-( 三乙氧基硅 ) 丙基 ]- 四硫化物 ( 德国迪高莎公司商品名为 Si-69) 性能更稳定,其优点在于不易使橡胶烧焦。硅烷偶联剂 Si-264 适用于硫化型的胶料, 具有多功能的作用,可兼作加工的补强剂、偶联剂及增 塑剂,可显著提高填充料的物理及加工性能。

四:浸润剂的作用机理是怎样的 10分

浸润剂的机理:

浸润剂是一门多学科饥领域的应用技术。关键涉及的学科有:表面物理化学粘结理论、乳液理论、润滑机理抗静电机理等。

浸润剂的作用:

由于玻璃纤维是一种脆性材料,需要在拉丝时突涂覆一定的保护材料,以满足拉丝和后续生产要求,并最终满足增强材料的力学性能和工艺要求。

浸润剂的组成:

浸润剂一般主要由偶联剂、润滑剂、集束剂、抗静电剂等组成。其他辅助成分有PH调节剂、消泡剂、增塑剂、交联剂等,主要是依据不同要求而定。偶联剂的选择对最终制品的力学性能有很重要的影响,是关键成分之一。集束剂在浸润剂中的地位是举足轻重,它对工艺性能和力学性能的满足程度决定了玻璃纤维的优劣。

浸润剂的分类:

主要分为增强型浸润剂和纺织型和混合型。增强型是应用范围最广和用量最大的一类。纺织型由于需要热清洗后处理等繁琐工序,限制了其进一步发展。目前主要是G75等电子细纱方面为主。我国以前也大量使用纺织型浸润剂,随着国内大型池窑的投产和浸润剂水平的提升,增强型浸润剂已经得到了很大的发展。浸润剂目前主要是以水基型为主,尽管国外有非水性浸润剂的报道,但工业化应用仍旧需要一个过程。

五:什么是硅烷偶联剂?在复合材料中,有何作用

硅烷偶联剂在复合材料中的使用方法,大致可分为以下3种树脂内添加法、整体掺合法及无机材料表面预处理法。

树脂内添加法

将硅烷偶联剂直接或用有机溶剂稀释后与树脂混合。这种内添加法的作用机理是硅烷偶联剂从树脂中迁移到玻璃纤维或其他无机填料的表面,并与其作用。因为树脂中迁移到无机材料表面的硅烷偶联剂量,只相当于填料表面形成单分子层的量,所以硅烷偶联剂的量为树脂量的百分之一以及足够,优势百分之0.2也能得到很好的效果。对于不适用硅烷偶联剂预处理的无机增强材料,或在成形过程中树脂需要搅拌时,这种方法是比较简便和有效的。需要注意的是,由于硅烷偶联剂的加入而引起的树脂增稠、凝胶化现象,有时硅烷偶联剂也是一些树脂的交联剂,故应侧重选择。

整体掺合法

树脂与无机填料混合时,添加硅烷偶联剂,用量为百分之0.2到百分之2.在复合材料的生产中,还要配合其它助剂,要注意混合顺序。硅烷偶联剂在这些助剂添加前先与树脂和填料混合,可以获得更好的效果。为使硅烷偶联剂达到在树脂与填料界面间均匀分散,有时需将配制的基料作一定时间放置处理后使用。

无机材料表面预处理法

无机填料或增强材料用硅烷偶联剂预处理是复合材料生产中普遍采用的方法。在具体做法上,大致可分为湿法处理与干法处理两种。

1.湿法处理

用水或水-醇溶液稀释的硅烷偶联剂,能显著地改进处理效果,处理液中硅烷偶联剂浓度一般为百分之0.1到百分之0.5.处理玻璃纤维时,将经脱脂处理的玻璃纤维泡在处理液中,取出后风干,再110度到120度干燥处理5-10分钟。处理粉体无机填料时。先将填料用水分散成悬浮液状态,再加入硅烷偶联剂水溶液,搅拌后静置,分出水相后干燥处理。

2.干法处理

这是硅胶制品厂普遍采用的一种能在短时间内大量处理无机填料的一种方法,将硅烷偶联剂原液或稀释液加到用V形搅拌器强制搅拌的无机填料中,混合至均匀分散。为使填料表面得到均匀处理,硅烷偶联剂的添加,应在填料搅拌下分批少量加入。处理前,应核对填料所含水分,应有足够是硅烷偶联剂充分水解的量。

六:请问“亲和硅烷”是什么?它的作用原理是什么?

你说得是硅烷偶联剂吧?

硅烷偶联剂可以增强无机填料和有机基体之间的相容性。

硅烷偶联剂有两亲结构,含有亲水部分和亲油部分,起到一个桥梁的作用,连接填料和基体。

七:讲解硅烷偶联剂的处理方法有哪几种

一般来讲三种方法:1共混法,所有材料和偶联剂一起搅拌,2湿法,配置偶联剂容易,把材料侵泡后烘干,3干湿法,偶联剂水解后和材料一起搅拌,1工艺简单,2针对难处理的材料,缺点耗时长,正常一般都选择第三种,

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