硅烷偶联剂改性氢氧化镁及其在EVA中的应用
硅烷偶联剂的作用原理
硅烷偶联剂的作用原理引言：硅烷偶联剂是一类广泛应用于材料科学和化学工程领域的化学物质。
它们在材料表面起到了很重要的作用，可以实现材料的改性和功能化。
本文将重点介绍硅烷偶联剂的作用原理，以及它们在材料科学中的应用。
1. 硅烷偶联剂的基本结构和性质硅烷偶联剂是一类有机硅化合物，其分子结构中含有硅原子和有机基团。
硅烷偶联剂的有机基团可以根据需要进行调整，以实现不同的应用要求。
硅烷偶联剂具有以下几个基本性质：1) 亲硅性：硅烷偶联剂的有机基团能够与硅氧键发生反应，形成硅氧硫键，从而与材料表面形成化学键合。
2) 疏水性：硅烷偶联剂的有机基团通常具有疏水性，可以在材料表面形成疏水层，改善材料的耐水性和耐候性。
3) 亲水性：硅烷偶联剂的有机基团也可以具有亲水性，可以在材料表面形成亲水层，提高材料的润湿性和表面活性。
2. 硅烷偶联剂的作用原理硅烷偶联剂在材料表面起到的作用主要有两个方面：界面作用和化学反应。
2.1 界面作用硅烷偶联剂的有机基团可以与材料表面发生相互作用，形成一层有机膜。
这层有机膜可以增加材料表面的疏水性或亲水性，改变材料的表面性质。
例如，硅烷偶联剂可以在玻璃表面形成一层疏水膜，使其具有防水和防污染的功能；同时，硅烷偶联剂也可以在金属表面形成一层亲水膜，提高其润湿性和涂覆性。
2.2 化学反应硅烷偶联剂的有机基团中的官能团可以与材料表面的官能团发生化学反应，形成化学键合。
这种化学键合可以增强材料与硅烷偶联剂之间的结合强度，并实现材料的改性。
例如，硅烷偶联剂可以与聚合物表面的官能团发生缩合反应，从而使聚合物表面形成一层化学交联网络，增加其力学强度和耐磨性；同时，硅烷偶联剂也可以与无机材料表面的官能团发生反应，形成一层化学键合的界面层，提高材料的界面附着力和耐候性。
3. 硅烷偶联剂的材料应用硅烷偶联剂在材料科学中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 玻璃纤维增强塑料硅烷偶联剂可以增强玻璃纤维与塑料基体之间的结合强度，提高增强塑料的力学性能和耐候性。
硅烷偶联剂塑料的作用
硅烷偶联剂塑料的作用
硅烷偶联剂是一种功能化硅化合物，被广泛应用于塑料材料中。
它的作用主要有以下几个方面：
1. 提高塑料的耐热性和耐候性：硅烷偶联剂可以通过与塑料分子发生化学反应，将硅元素引入塑料分子链中，在塑料分子链上形成较稳定的硅-氧-碳键，从而提高塑料的耐热性和耐候性。
2. 提高塑料的力学性能：硅烷偶联剂可在塑料分子链上形成交联结构，增强塑料的强度、硬度和耐久性，使塑料具有更好的抗拉、抗压性能。
3. 改善塑料的界面相容性：硅烷偶联剂可以通过与填料表面发生化学反应，形成与填料之间的化学键或物理吸附作用，使填料与塑料之间的界面相容性得到改善，从而提高塑料的综合性能。
4. 增强塑料的润湿性：硅烷偶联剂可以在塑料表面形成一层额外的润湿层，使塑料表面具有更好的润湿性，提高塑料的润滑性和加工性能。
总之，硅烷偶联剂通过改善塑料的结构和界面相容性，能够提高塑料的耐热性、耐候性、力学性能和润湿性，从而改善塑料的综合性能。
硅烷偶联剂对化学交联EVA及其性能的影响
Ｔｈｅ Ｅｆｅ ｔｏ ｉａ ｅ Ｃｏ ｐｌｎ ｅ ｔｏ ｆ ｃ ｆ Ｓ ｌ ｎ ｕ ｉ ｇ Ａｇ ｎ ｎ Ｃｈｅ ｉａ ｏ ｓｉ ｋｅ ｍ ｃ ｌＣｒ ｓ ｌｎ ｄ ＥＶＡ
２ 宁 波能 之 光 新 材 料 科 技 有 限公 司 ，浙 江 宁 波 ３ ５０ ） ． １８０ 摘 要 ：探 讨 了硅 烷 偶 联 剂 一氨 丙 基 二 乙 氧 基 硅 烷 （ Ｈ ５ ） 存 在 下 ，乙 烯 和 醋 酸 乙 烯 共 聚物 （ Ｖ 三 Ｋ ５０ Ｅ Ａ） 与 引 发 剂 过 氧 化 二 异 丙 苯 （ Ｃ ） 的化 学 交 联 。讨 论 了 Ｄ Ｐ用 量 、交 联 时 问 和 交 联 温 度 对 Ｅ Ａ 交 联 产 物 交 联 度 的 影 响 ； 同时 ＤＰ Ｃ Ｖ 采 用 Ｄ Ｃ对 Ｅ Ａ 交联 产 物 的热 性 能 及 Ｅ Ａ交 联 产 物 的 机 械 性 能 和透 光 性 进 行 了 分 析 。结 果 表 明 ：偶 联 剂 的 加 人 对 Ｓ Ｖ Ｖ
ｇ ｎｔ Ｔｈ ｅ ｔｒ ｓｓａ ｃ ｅ ． ｅ ｈ ａ ｅ ｉｔｎ ｅ， ｐｅ ｌｎ ｔｅ ｇｈ ｏ ｒ ｓｌｎ ｄ ＥＶＡ ｒ ｄ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ｉｎ ｆｃ ｎｌ ｔ ｔｅ ｉ ｅｉ ｇ ｓｒ ｎ ｔ ｆｃ ｏ ｓｉｋｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｒ ｖ ｄ ｓｇ ｉｉａ ｔｙ ｗｉ ｈ ｈ ｎ－
Ｅ Ａ交 联 产 物 的 机 械 性 能 有 影 响 ，且 Ｅ Ａ交 联 产 物 的 耐热 性 和 剥 离 强 度 等 性 能 随 着 交 联 度 的增 加 而 显 著 提 高 ；Ｅ Ａ Ｖ Ｖ Ｖ
硅烷偶联剂的使用说明
硅烷偶联剂的使用说明一、硅烷偶联剂的特点：1.分子结构中含有硅键、有机键和偶联键，可以同时与无机和有机材料发生化学反应，形成稳定的化学键，提高材料的粘附性能。
2.具有低表面张力、高分子聚集性和固态润湿性，可以改善材料表面的润湿性能，提高涂层和接口的粘附性。
3.具有优异的耐候性、耐高温性、耐化学腐蚀性，能够增强材料的抗老化性能和耐久性。
4.具有良好的流动性和渗透性，能够迅速渗入材料表面并扩散到深层，提高改性效果。
二、硅烷偶联剂的性能：1.可以提高材料的粘附性能，增强材料与衬底或其他材料的结合强度。
2.可以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和耐化学性，延长材料的使用寿命。
3.可以改善涂料和塑料的耐候性，提高涂层和塑料制品的耐UV性能。
4.可以增强纤维材料的柔软性和抗裂性，提高纤维制品的牢度和耐撕裂性。
5.可以优化电子器件的界面特性，提高电子元件的性能和可靠性。
三、硅烷偶联剂的适用范围：1.涂料方面：可用于增强涂料的附着力，改善涂膜的耐候性和耐化学性。
适用于金属涂料、木器涂料、玻璃涂料等各种涂料体系。
2.塑料方面：可用于增强塑料制品的附着力和耐候性，改善塑料制品的表面光洁度和耐划伤性。
适用于聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等常见塑料材料。
3.橡胶方面：可用于提高橡胶制品的耐磨性和耐老化性，改善橡胶制品的硬度和强度。
适用于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等各种橡胶材料。
4.纤维方面：可用于提高纤维制品的柔软性和抗裂性，改善纤维制品的牢度和耐洗涤性。
适用于棉纤维、涤纶纤维、尼龙纤维等各种纤维材料。
5.电子器件方面：可用于优化电子元件的界面特性，提高电子元件的性能和可靠性。
适用于半导体材料、玻璃基板等电子器件的制造与改性。
四、硅烷偶联剂的使用注意事项：1.在使用硅烷偶联剂前，请先进行必要的实验和测试，以确定最佳用量和适用范围。
2.在使用硅烷偶联剂时，请使用适当的防护措施，避免接触皮肤和眼睛，并保持良好的通风环境。
3.硅烷偶联剂一般为液体或溶液，应储存在密封的容器中，在避光、低温干燥的环境中保存。
氢氧化镁的表面改性9.10
contact angle/°
37
stirring rate r/min
6.5 A-1120改性氢氧化镁的表征
（1）红外表征
此图是对在70℃，2h搅拌速度600r/min,A-1120加入量为干氢氧化镁质量分数9% 的条件下得到改性氢氧化镁的红外光谱图。
a b
干法改性 表面化学改 性 湿法改性 在线改性
表面改性方 法 胶囊化改性
常用的表面改性剂主要包括：表面改性剂，有机磷酸酯， 偶联剂，高分子包覆剂
3 硅烷偶联剂湿法改性氢氧化镁的步骤
氢氧化镁粉末 A-1120 氢氧化镁粉末 氢氧化镁粉末 氢氧化氢氧化 镁粉末 A-1120 镁粉
以乙醇为溶剂配置成 10wt%的溶液 以95%乙醇为溶剂配 以乙醇为溶剂配置成 置成 10wt%的溶液
张伟娜 R R
OH
基材
3 形成氢键
R
R
R OH
OH Si O Si O Si O O O H H H H H H O O O
基材
4 形成共价键
张伟娜 几点睡啦、、、、 张伟张伟娜娜张伟娜
R O
R O
R Si O
基材
OH Si O Si O
OH
5 A-151改性氢氧化镁的研究
5.1 改性时间对接触角的影响
随着改性剂的加入接触 角在不断增大，当增加到 9%时达到最大，这时改 性剂的覆盖量达到最大， 如果再加入改性剂有可能 在表面形成物理吸附，可 能会有一部分亲水基朝向 外亲油性就会减小，接触 角就会下降。所以选择加 入量为9%。
contact angle/°
6.3 改性温度对接触角的影响
下图是在改性剂加入量为9%，反应2h，300r/min的条件下以温度为变量研究 了温度对接触角的影响。
硅烷偶联剂对化学交联EVA及其性能的影响
第卷第期年月塑料工业硅烷偶联剂对化学交联及其性能的影响江海亮应丽艳钱华雷大喜张发饶浙江大学宁波理工学院分析测试中心浙江宁波宁波能之光新材料科技有限公司浙江宁波摘要探讨了硅烷偶联剂 一氨丙基三乙氧基硅烷存在下乙烯和醋酸乙烯共聚物与引发剂过氧化二异丙苯的化学交联。
讨论了用量、交联时间和交联温度对交联产物交联度的影响同时采用对交联产物的热性能及交联产物的机械性能和透光性进行了分析。
结果表明偶联剂的加入对交联产物的机械性能有影响且交联产物的耐热性和剥离强度等性能随着交联度的增加而显著提高交联产物的熔融温度随着凝胶质黾分数的增加而降低同时其透光率在一 区间内随凝胶质量分数的增加而增加交联产物醋酸基降解温度在℃附近而整个分子链的热降解温度随凝胶质量分数的增加有所增加。
关键词乙烯和醋酸乙烯共聚物过氧化物硅烷偶联剂凝胶质量分数剥离强度热性能中图分类号文献标识码文章编号———。
。
。
—一一鹊———’—℃由于乙烯和醋酸乙烯共聚物中存在极性的醋酸乙烯单元降低了共聚物的结晶能力并使其极性有所增加反映在共聚物的力学性能上表现为在较宽温度范围内具有良好的柔软性、透明性同时抗应力开裂、抗挠曲开裂、低温柔软性和抗冲击强度等都有所改善¨‘。
虽然具有许多优良的性能但由于是线性高分子共聚物因而其耐热性及内聚强度等较差这些都限制了其应用范围如太阳能电池的封装在太阳下受热变软、延伸在严寒天气下收缩变硬其表现为热胀冷缩的特征直接用于太阳电池封装会把电池片拉碎导致焊接导线移位因而为提高热熔胶的耐热性、内聚强度、剥离强度和耐溶剂等性能常常将改性【 。
使用偶联剂、引发剂等对进行交联反应。
使热熔胶的结构转化为三维网状旧。
已有研究但硅烷偶联剂存在下引发剂??宁波市自然基金项目宁波市工业攻关项目国家自然基金项目作者简介江海亮男年生高级工程师主要从万方数据塑事分析化学及高分子材料分析研究。
料工业 年对交联产物热性能的影响目前研究尚少。
本文在硅烷偶联剂存在下用引发剂对化学交联反应研究其交联产物热性能及交联产物的机械性能的影响。
氢氧化镁的表面改性及在聚丙烯中的应用研究
ｎｓ ｍ ｈ ｄｏｉｅｗ ｓ ５ （ ｔ ） ｔｅｏｙ ｅ ｄ ｘｏ ｏ ｐ ｓｅｍａ ｒ ｓｗ ｓ３ ． ％ ， ｈｌ ｉ ｅｔ ａ ｃｍ ｕｔ ｎ ｅｉ ｙ ｒｘｄ ａ ％ ｗ％ ， ｈ ｘｇｎ ｉ ｅ ｆｃｍ ｏｉ ｔｉ ａ ９ ｕ ６ ｎ ｔ ｅａ ｌ １ ｗ ｉ ｓｖｒｃ ｌ ｏ ｂ ｓ ｏ ｅｔ ｉ ｉ
氢氧化镁 的用 量对 复合 材料阻燃性能和力学性能 的影 响。结果表 明 ， 硅烷偶联剂表 面改性后 的氢氧化镁能更好改善复合材料 的力学 性能， 显著提高聚丙烯 的阻燃性 能 ， 在用量为 ６ ％时 ， ５ 氧指数达到 ３ ． ％ ， １９ 垂直燃烧 特性 可达 Ｕ ４Ｖ一 Ｌ９ ０级 。
关 键词 ： 氢氧化镁； 表面改性； ； 阻燃 聚丙烯
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕｒ ａ ｅ Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆ Ｍ ａ ｎ ｓｕ ｙ ｒ ｘ ｄ ａ ｅ Ｒｅ ａ ｄａ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｆｃ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｅ ｉ ｍ Ｈ ｄ ｏ ｉ ｅ Ｆｌ ｍ ｔ ｒ ｎ ｉ ａ ｔ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｔ ｌ ｐｒ ｐ ｌ ｎｅ ｎｄ ｉｓ Ａｐ ｉ ｔｏ ｏ Ｐｏ ｙ ｏ ｙ ｅ ｃ
ｂ ｔ ｈ ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｒｉｓａ ｄ ｆ ｍｅ ｒ ｔｒ ａ ｃ ｆ Ｐ ｃ ｍｐ ｓｔ ｔ ｒ ｌ ．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅｃ ｎｅ ｔ ｆ ｕ ｆ ｃ ｄ ｆ ｄ ｍａ — ｏｈ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｏ ｅ ｅ ｎ ａ ｅａ ｄ ｎ ｙｏ ｏ ｏ ｉ ｍａｅ ａｓ ｐ ｔ ｌ Ｐ ｅ ｉ ｅ ｏ ｔｎ ｒ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｇ ｈ ｏ ｓ ａ ｉ
２１ ００年 ３ ８卷第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ８期
广 州化 工
・０ １３・
氢 氧 化 镁 的表 面 改性 及 在 聚 丙 烯 中的应 用研 究 冰
EVA基无卤阻燃复合材料的研究进展
EVA基无卤阻燃复合材料的研究进展摘要：介绍了采用金属氢氧化物阻燃剂、蒙脱石型阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、有机硅阻燃剂、碱式硫酸镁晶须(MOS)阻燃剂和辐射交联技术制备的无卤阻燃乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)复合材料的研究开发现状，并展望了无卤阻燃EVA复合材料的发展趋势。
关键词：乙烯-乙酸乙烯共聚物；无卤；阻燃；复合材料乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是最主要的乙烯共聚物之一。
由于分子链上引入醋酸乙烯(VA)单体，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、耐冲击性、与填料相容性和热密封性，并具有较好的耐环境应力开裂性，良好的光学性能、耐低温性及无毒的特性，而被广泛应用于发泡材料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。
但EVA同大多数聚合物一样，有容易燃烧，放热量大、发烟量大，并释放有毒气体的缺点，从而大大限制了EVA 的应用。
随着人类环境保护意识的不断增强，采用无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂制备阻燃EVA复合材料的研究越来越引起人们的重视[1-3]。
本文介绍了国内外EVA基无卤阻燃复合材料的研究开发现状和进展。
1. 无机阻燃剂EVA基无卤阻燃复合材料1.1金属氢氧化物EVA基无卤阻燃复合材料金属氢氧化物阻燃剂主要有氢氧化铝(ATH) 和氢氧化镁(MH)两种。
它们来源丰富，价格低廉，无毒、无腐蚀性，稳定性好，且具有阻燃、消烟、填充的功能。
ATH 的阻燃机理是：(1)向聚合物中添加ATH，降低了可燃聚合物的浓度；(2)在250℃左右开始脱水、吸热、抑制聚合物的升温；(3)分解生成的水蒸气稀释了可燃气体和氧气的浓度，可阻止燃烧进行；(4)在可燃物表面生成Al2O3，阻止燃烧[4]。
与ATH相比，MH的分解温度高100～150℃，且促使基材成炭效果的能力以及阻燃抑烟效果都好于ATH，可用于加工温度高于250℃的工程塑料的阻燃，且还有促进聚合物成炭的作用。
此外，MH还能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体。
硅烷偶联剂及其在复合材料中的应用
方面的应用也是最早并最为成熟。
3.1.1不饱和聚酯在聚酯层压板中的玻璃纤维上用多种不饱和硅烷偶联剂进行了对比[4],其中有不少是很有效的偶联剂,其性能优越和应用较多的见表2所示。
对于大多数通用聚酯来说,常选用含甲基丙烯酸酯的硅烷偶联剂(如ＷＤ-70)。
在典型的含填料聚酯浇铸件中,采用各种填料和甲基丙烯酰氧基官能团硅烷可使其性能获得不同程度的改进[5]。
3.1.2环氧树脂许多硅烷对环氧树脂来说都相当有效,但可订出一些通则为某特定体系选择最适宜的硅烷。
偶联剂的反应性至少与环氧树脂所用的特定固化体系的反应性相当。
对于含缩水甘油官能团的环氧树脂来说,显然是选用缩水甘油氧丙基硅烷(如:ＷＤ-60)为宜,对于脂环族环氧化物或用酸酐固化的环氧树脂,建议用脂环族硅烷(如:Ａ-153)。
在实际应用中,硅烷偶联的应用机理并非总是很清楚,但可结合应用经验来选择,如使用伯胺基团的硅烷(如ＷＤ-50,ＷＤ-52)可使室温固化的环氧树脂获得最佳性能,但不可用于酸酐固化的环氧树脂;含氯丙基官能团的硅烷(如ＷＤ-30)对高温固化的环氧树脂是一种很可靠的偶联剂;含甲基丙烯酸酯的硅烷(如ＷＤ-70)是双氰胺固化的环氧树脂的有效偶联剂。
3.1.3酚醛树脂硅烷偶联剂可用来改善几乎所有含酚醛树脂的复合材料。
氨基硅烷可与酚醛树脂粘结料一起用于玻璃纤维绝缘材料;与间苯二酚—甲醛—胶乳浸渍液中的间苯二酚—甲醛树脂或酚醛树脂一起用于玻璃纤维轮胎帘线上,与呋喃树脂与酚醛树脂一起用作金属铸造用砂芯的粘结料;氨基硅烷与酚醛树脂并用,可用于油井中砂层的固定,其中ＷＤ-50、ＷＤ-51效果理想[7]。
3.1.4其它热固性树脂表1中ＷＤ-20,ＷＤ-70可作为以邻苯二甲酸二烯丙脂、丙烯酸类单体以及可胶连的聚烯烃为基础的其它不饱和树脂的偶联剂。
ＷＤ-60、ＷＤ-50、ＷＤ-52适合用作三聚氰酰胺树脂、呋喃树脂及聚酰亚胺树脂的偶联剂。
3.2热塑性树脂用硅烷处理颗粒状无机填料可显著改善含填料热塑性树脂的流变性能,并在诸如混炼挤出或注模等高剪切力的作业中,保护填料免受机械损伤。
光伏eva膜用硅烷偶联剂
光伏eva膜用硅烷偶联剂
光伏EVA膜使用硅烷偶联剂是为了改善光伏模块的性能和稳定性。
硅烷偶联剂可以在EVA树脂中起到交联和增强作用，有助于提
高光伏膜的耐候性、机械性能和热稳定性。
通过与EVA分子链的交
联作用，硅烷偶联剂可以提高光伏膜的抗老化能力，延长光伏模块
的使用寿命。
此外，硅烷偶联剂还可以改善光伏膜的粘接性能，提
高其与玻璃、背板等材料的结合强度，从而增强光伏模块的耐久性
和稳定性。
从技术角度来看，硅烷偶联剂的使用可以优化光伏膜的界面相
容性，使得光伏模块在复杂的户外环境中能够更好地抵抗紫外线、
高温、潮湿等因素的侵蚀，保持良好的光电转换效率和输出稳定性。
此外，硅烷偶联剂还可以提高光伏膜的透光性能，减少光伏模块的
光损失，从而提高光伏系统的发电效率。
总的来说，光伏EVA膜使用硅烷偶联剂可以在多个方面改善光
伏模块的性能和稳定性，从而提高光伏系统的整体性能和可靠性。
这种技术应用在光伏行业中得到了广泛的应用和认可，并在不断的
研发和改进中发挥着重要作用。
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硅烷偶联剂改性氢氧化镁及其在EVA中的应用
本文以硅烷偶联剂A-174（3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷）为表面改性剂，采用干法工艺改性氢氧化镁（MH）。
通过活化指数和吸油率评测改性粉体的改性效果，并采用傅立叶红外光谱、热重分析以及扫描电子显微镜，对改性前后的氢氧化镁进行表征，探究了硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁的作用机理。
确定A-174改性氢氧化镁的最佳工艺条件为：1.0wt.%A-174用量、改性温度140℃、改性时间10min、改性搅拌速度3000rpm。
证明硅烷偶联剂A-174在氢氧化镁粉体表面发生化学吸附，经过A-174改性的氢氧化镁粉体具有良好的分散性和疏水性。
使用转矩流变仪，以特定配方（改性MH EVA=1.21）对硅烷偶联剂A-174改性氢氧化镁粉体和EVA树脂进行熔融混炼，制备得到MH/EVA复合材料，并对其力学性能进行研究。
结果表明，添加硅烷偶联剂改性氢氧化镁的EVA复合材料体系的力学性能较未改性氢氧化镁的EVA复合材料体系有明显提升。
改性MH/EVA复合材料的最高断裂伸长率和拉伸强度分别为138.48%和8.78Mpa，相较于未改性MH/EVA复合材料的最高断裂伸长率（72.85%）和拉伸强度（6.18Mpa），分别提升90.09%和42.07%。
本文同时得到了可以制备适应不同力学性能需求的复合材料最佳改性工艺条件。