無機粉體活性技術(1)
發布時間：2019-07-18
偶聯劑也稱為表面處理劑,它是一種在無機材料與有機材料或不同有機材料之間,通過化學作用和物理作用,使兩者相容性得到改善的一種小分子有機化合物。
偶聯劑主要用于無機材料和有機材料混合體系中,有時也用于有機材料復合體系中,但比較少用。
偶聯劑的分子結構特點是含有兩類性質不同的化學基團:一類是
親無機基團,另一類是親有機基團,具體分子結構可用下式表示(RO)IM- Ay
RO代表易進行水解或交換反應的短鏈烷氧基
M代表中心原子,可以是硅、鈦、鋁及硼等。
A代表與中心原子結合穩定的較長鏈親有機基團,如酯基(COR-)、長鏈烷氧基(RO)、磷酸酯酰基等。
用偶聯劑對添加劑進行處理時,其兩類基團分別通過化學反應或物理作用,一端與添加劑表面結合,另一端與樹脂纏結或反應,使表面性質相差懸殊的添加劑與樹脂之間較好地相容。
①偶聯劑的作用機理
目前還沒有一套較為完整的理論,下面幾種解釋較為常見。a.化學鍵理論該理論認為,偶聯劑分子含有兩種不同性質的基團,其中一種基團可與無機材料表面分子作用,形成化學鍵;而另種基團可與有機材料(樹脂)分子鍵合,從而在無機相與有機相之間起到橋梁和連接作用,使不相容兩相達到相容
實際上,上述理論中偶聯劑與兩相的作用除形成化學鍵外,還有氫鍵及物理吸附等。
化學鍵理論較好地解釋了硅烷偶聯劑對玻璃纖維復合體系的作用機理。
b.表面浸潤理論該理論的主要論點為液態偶聯劑對無機填料的表面浸潤性,促進了兩者的相容性。如果無機填料被完全浸潤,則樹脂在兩相界面上的物理吸附所產生的粘結強度,比樹脂本身內聚能還要大。反之,如無機材料浸潤不良,則導致相容性差。此理論較好地解釋了熱固性樹脂與無機填料之間的復合。C·變層理論為了緩和復合材料中樹脂和填料兩相在冷卻時不同收縮率而產生的界面應力,希望在樹脂與填料之間形成一個柔性變形層,使復合材料的韌性增大。而偶聯劑可在樹脂與填料之間形成上述的柔性變形層,起到松弛界面應力,阻止界面裂紋擴展的作用。d.拘束層理論復合材料中存在著高模量的填料與低模量樹脂之間的界面區,偶聯劑是界面區中的一部分,它的模量介于樹脂與填
料兩者中間,可以較好地傳遞應力
