硅烷偶聯(lián)劑用量大,品種多,通常以Y-R-SiX3表示其結(jié)構(gòu)。其中,X是鹵素或烷氧基,在水的作用下,Si-X變成Si-OH,實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)物表面與硅烷的連接。R是長(zhǎng)鏈烷烴,Y是氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、巰基、環(huán)氧基等有機(jī)官能團(tuán),易于和聚合物發(fā)生反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑廣泛應(yīng)用于納米顆粒的表面改性、玻纖和金屬防腐蝕表面處理、涂料和密封劑增粘劑,可大大提升材料性能。
硅烷偶聯(lián)的三種分類(lèi)
1、含硫硅烷偶聯(lián)劑
汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)了橡膠工業(yè)的發(fā)展,目前輪胎工業(yè)中使用多的表面改性劑多為含硫硅烷偶聯(lián)劑。含硫硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)結(jié)構(gòu)中硫與橡膠結(jié)合,烷氧基與白炭黑表面的硅羥基結(jié)合,形成牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),降低輪胎的滾動(dòng)阻力。
2、氨基類(lèi)硅烷偶聯(lián)劑
作為通用型偶聯(lián)劑,氨基硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑幾乎能與各種聚合物樹(shù)脂發(fā)生偶聯(lián)作用。由于游離氨基的存在,此類(lèi)硅烷偶聯(lián)劑堿性大,具有較高的反應(yīng)活性,且成型材料的撓曲強(qiáng)度隨著氨基的增加也相應(yīng)增加,此類(lèi)硅烷偶聯(lián)劑的缺點(diǎn)在于使用過(guò)程中容易發(fā)生過(guò)早反應(yīng)而達(dá)不到預(yù)期效果。
γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(SCA-U60E)作為一種新型的含脲基硅烷偶聯(lián)劑,是一種pH值在7左右的中性水溶性化合物,可以同大部分樹(shù)脂在低溫下進(jìn)行活性稍有降低的反應(yīng),同時(shí)保持一定的工作性能。
作為耐熱型硅烷偶聯(lián)劑的代表品種,SCA-A69M和SCA-αA42M由于硅原子與苯環(huán)的結(jié)合,其耐熱溫度較傳統(tǒng)產(chǎn)品高60~100℃。
3、環(huán)氧基類(lèi)硅烷偶聯(lián)劑
傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑易與水發(fā)生預(yù)交聯(lián)反應(yīng)的缺陷,限制了其在聚酯材料中的應(yīng)用。隨著研究技術(shù)的發(fā)展,3-(2.3-環(huán)氧丙氧)丙基氧基硅烷(SCA-E87M)為代表的環(huán)氧型硅烷偶聯(lián)劑在室溫條件下,儲(chǔ)存12個(gè)月以上仍保持良好的物理性能和粘附力,因而在水性體性中表現(xiàn)出較好的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性。