硅烷偶联剂的研究进展
硅烷偶联剂成分分析配方开发技术及作用机理
硅烷偶联剂成分分析配方开发技术及作用机理硅烷偶联剂是一类广泛应用于各个领域的化学品，主要通过偶联作用改善材料的特性和性能。
其主要成分是含有硅烷键（Si-O-Si）的有机化合物。
根据硅烷基团的种类和结构不同，硅烷偶联剂可以分为有机硅偶联剂和无机硅偶联剂。
有机硅偶联剂的主要成分是含有有机硅键（Si-C）的有机化合物。
这类硅烷偶联剂主要由有机基团和硅基团组成。
其中，有机基团可以是烷基、醇基、酚基、酮基、酸基等。
而硅基团可以是脂肪基、芳香基、酮基、酸基等。
通过选择不同的有机基团和硅基团，可以调节硅烷偶联剂的性质和功能。
无机硅偶联剂的主要成分是含有硅氧键（Si-O）的无机化合物。
这类硅烷偶联剂主要由硅氧簇或硅氧链组成。
通过选择不同的硅氧簇或硅氧链的结构和长度，可以调节硅烷偶联剂的功能和性能。
1.成分分析：对硅烷偶联剂的原料进行成分分析，确定其有机基团和硅基团的种类和结构。
2.功能评价：根据硅烷偶联剂所应用的领域和要求，评价其对材料特性和性能的改善效果。
3.选择配方：根据目标的性能要求，选择适合的硅烷偶联剂成分和比例，确定最佳的配方。
4.调整配方：根据实际情况，适当调整硅烷偶联剂的配方，提高其适用性和稳定性。
5.综合评价：对硅烷偶联剂的配方进行综合评价，确定最优配方，提高其应用效果和经济效益。
1.偶联作用：硅烷偶联剂中的硅基团与材料表面的活性基团发生偶联反应，形成化学键，将硅烷分子牢固地吸附在材料表面，从而加强材料表面的附着力和耐久性。
2.改善界面性能：硅烷偶联剂能够在材料的界面形成一层稳定的硅氧化物层，阻止氧、水和有害物质的渗透，从而提高材料的耐久性和抗老化性能。
3.增强材料机械性能：硅烷偶联剂能够填补材料表面微孔和裂纹，增强材料的刚性和硬度，提高材料的抗拉强度和抗冲击性能。
4.改善材料界面润湿性：硅烷偶联剂能够降低材料表面的表面张力，改善材料的润湿性，提高材料的粘接性和涂层性能。
总之，硅烷偶联剂通过与材料表面的界面相互作用，改善材料的界面性能和机械性能，提高材料的耐久性和特性。
中国硅烷偶联剂技术进步及发展趋势
13
技术进步 Technology Advances
（3）氨化 Ammonization Reaction
改进高压釜内物料混合方式 Changed the way of mixing in high pressure vessels 提高高压釜的容量 Enlarge the capacity of the vessels 改进反应的氨比 Improve ratio of ammonia 过量氨的密闭深冷回收再利用 Recover the excess ammonia by an airtight system with a refrigeration compressor
5
概述 Overview
4、硅烷偶联剂产量、销售收入 Output & Sales Revenue Of Silane Coupling Agents
产量/销售收入 Output/Sales Revenue
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 年份Year
（3）氨化反应 Ammoniation Reaction
11
技术进步 Technology Advances
氨基硅烷 Amino Silanes e.g. A302(A-1100),A301(A-1101)
2、技术改进 Technological Improvement （1）加成 Addition Reaction
改间歇法生产为连续化生产 From Batch Production To Continuous Production; 老品种新工艺 Old Items Produced by New Technologies 新品种开发 Develop New Products 新品种新工艺 New Items Produced by New Technologies
硅烷偶联剂改性纳米镍粉及其电磁性能研究
王 威 娜 等 ： 烷 偶 联 剂 改性 纳 米 镍 粉 及 其 电磁 性 能 研 究 硅
硅 烷 偶 联 剂 改 性 纳 米 镍 粉 及 其 电磁 性 能 研 究 ‘
王威 娜 ， 黄 昊 ， 雪峰 ， 张 李哲 男 ， 左 芳 ， 星 龙 董
究 具有深 远的 意义 。
光谱仪 上 对 产 物 进 行 红 外 分 析 。 电磁 参 数 测 量采 用 Ａｇｌｎ ７２ Ｓ矢 量 网络分 析 仪 。表 面 电阻率 采用 四 ｉ ｔ ２Ｅ ｅ ８
探针 法进行 测量 。
２ ２ 实验 方 法 ．
磁性 金属 纳米 粒 子具 有 强 烈 的表 面 效 应 ， 电磁 在 场 辐射 下原子 、 电子运 动 加 剧 ， 使 磁 化 ， 电磁 能 转 促 使 化 为热 能 ， 而可 以很 好 地 吸 收 电磁 波［ 。但 纳米 粒 从 ３ ］ 子具有 大的 比表 面 积 ， 表 面 能 ， 易 团 聚 。 因此 ， 高 极 需 要 对纳 米粒子 进行 表 面 改 性 ， 高 其 在 有 机 物 中 的分 提
１ 引 言
近年来 ， 电子工 业 不断发 展 ， 各类 电 子仪 器广 泛地
水 乙醇 ： 分析 纯 ， 天津 大茂化 学试 剂厂 ； 丙烯酸 树 脂 ： 淄 博 亚泰树 脂 有限公 司 。 Ｆ － 表征采 用 日本 Ｊｓｏ公 司 Ｆ Ｉ －３ ＴＩ Ｒ ａｃ Ｔ／Ｒ ４ ０红外
应用 于各行 各业 及 家庭 ， 人类 带 来 了方 便 的 同 时 也 给 带来 了一种 新 的环境污 染 一 电磁 辐 射 。受 到 电磁 波 干 扰 的仪器无 法正 常 工作 ； 期 处 于 电磁 波辐 射 环 境 中 长 将严 重损 害人 的身心健 康［２。因此 ， 电磁波 干扰 和 １３ ， 抗 消除 电磁 辐射 问题 已引 起 人 们 的重 视 ， 波材 料 的 研 吸
硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究
Ｈ ｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｍ ｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ
Ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｐＨ ．ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｏ Ａ一１５１．ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｂｙ ｕｔｉｌｉｚ— ｉｎｇ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆＡ 一１５１，ｓｕｒｆａｃｅ ｍ ｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ａｎｄ ａ· ｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍｏｄｉｆ ｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｚｅｄ ｂｙ ｓｕｒ ｆａｃｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎ— ｇｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＦＴ—ＩＲ ，ａｎｄ ＳＥＭ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｅｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｍｏｄｉｆ ｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ １０８．２。，ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｏｆ ａ ｐｅａｋ ａｔ ３ ０７８ ｃｍ一 ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｏｌｅｆ ｉｎ Ｃ— Ｈ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．ａｎｄ ｔｈｅ ＳＥＭ ｐｈｏｔｏｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ；ｓｆｉａｎｅ ｃｏｕｐｈｎｇ ａｇｅｎｔ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ
环氧级硅烷偶联剂
环氧级硅烷偶联剂1. 简介环氧级硅烷偶联剂是一种能够同时具备环氧官能团和硅烷官能团的化合物。
它在化学结构上与无机和有机材料都有良好的相容性，能够将它们有效地结合在一起。
因此，环氧级硅烷偶联剂在材料界中扮演着重要的角色。
2. 作用机理环氧级硅烷偶联剂作为一种表面活性剂，在同种或不同种材料界面形成了一层自组装的有机硅膜，该膜能够在不同材料之间建立可靠的化学结合。
在环氧树脂材料中，环氧级硅烷偶联剂与环氧官能团发生化学反应，形成硅氧烷键，将无机填料或增韧剂牢固地固定在环氧基体中。
这种偶联作用能够提高材料的力学性能、耐热性能以及耐化学腐蚀性能。
3. 应用领域环氧级硅烷偶联剂广泛应用于各种材料的增强改性中，包括但不限于以下几个领域：3.1. 复合材料制备在复合材料制备过程中，环氧级硅烷偶联剂被用作界面处理剂。
它能够与玻璃纤维、碳纤维等增强材料表面的硅氧烷基团相互作用，形成牢固的结合，提高增强材料与基体材料的耐热性、抗冲击性和力学性能。
3.2. 粘接剂环氧级硅烷偶联剂在粘接剂领域有广泛的应用。
它可以在胶粘剂中作为交联剂，通过与环氧树脂中的环氧官能团反应，实现与多种材料的粘接，包括金属、石材、陶瓷、玻璃等。
这种粘接具有较高的剪切强度和抗剪切疲劳性。
3.3. 表面涂层环氧级硅烷偶联剂在表面涂层领域也有广泛的应用。
它可以作为添加剂加入到涂料中，与涂料中的环氧树脂发生化学反应，提高涂层与基底材料的附着力和耐久性。
此外，环氧级硅烷偶联剂还能够在涂层中形成纳米级的硅氧烷结构，增加涂层的硬度和耐磨性。
3.4. 高分子材料改性环氧级硅烷偶联剂还可以用于对高分子材料进行改性。
它能够在高分子材料的分子链上引入环氧官能团或硅烷官能团，改变材料的性能。
例如，在聚合物中加入环氧级硅烷偶联剂可以提高聚合物的耐温性、耐化学腐蚀性和机械性能。
4. 环氧级硅烷偶联剂的分类环氧级硅烷偶联剂可根据其化学结构进行分类，常见的几类环氧级硅烷偶联剂包括：4.1. γ-氨丙基三甲氧基硅烷其分子式为CH3Si(OCH3)3，通常作为环氧树脂的表面处理剂，能够提高树脂与填料的相容性和附着力。
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究
２ ３ 硅 烷 偶 联剂 改 性 ．
在水性体系中用传统的有机硅改性提高耐溶剂
性 和耐水 性 的同 时 ， 存 在 一 些 不 足 。除 非 添加 量 也
很低 ， 否则在单组分体 系中用传 统有机硅难 以获得 贮 存期 超过 几 周 的乳 液 ， 理 添加 、 物 接枝 和共 聚 皆受
此 限制 。 由于 过早 交 联 而 导致 凝 胶发 生和粘 度 的增
・
２ ２ 水溶 性 Ｐ ． Ｕ分 散体 的合 成 将 聚 醚 多 元 醇 装 入 配 有 温 度 计 、 拌 器 的 搅 ２０ｍＬ 口烧 瓶 中 ， １０ ℃ 、６ ａ真 空 下 脱 气 ５ 三 在 ２ ６ ０Ｐ
２ ４ 性 能 测试 ． 粘度 用 Ｎ Ｊ一 ９型 旋 转 式 粘 度 计 ， 得 各 分 Ｄ ７ 测 散 体 在 （ ５±１ ｃ 下 的粘 度 。 ２ ）Ｃ
（ Ｍ ）Ｎ ｃｌ ． ｅｑｅＩ ； 烷偶联剂 ， 国康普 Ｎ Ｐ ， ａａ １ ｓｕ ｃ 硅 ａＴ ｎ 美
顿公 司 。
拉 伸强 度 将 制 备 好 的 聚 氨 酯 水 乳 液 胶 膜 用 ８ 型 的 裁 剪 刀 裁 好 ， 在 真 空 干 燥 器 中 干 燥 ０Ｘ４ 放
加 一 定 量 的 引 发 剂 水 溶 液 并 升 温 到 ７ ＝ 反 应 ５ｃ ， 《
０． ５ ｈ。
甲苯 聚
多 元 醇 （ Ｐ ， 海 高 桥 石 化 三 厂 ； 羟 甲 基 丙 酸 Ｐ Ｇ） 上 二
硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的形态及活化机理
硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的形态及活化机理
硅烷偶联剂是一种广泛应用于玻璃纤维表面处理的化学物质。
它可以改善玻璃纤维的表面形态和活性，提高其与基质的结合力和耐久性。
本文将介绍硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的形态及活化机理。
硅烷偶联剂是一种含有硅和有机基团的化合物，它可以在玻璃纤维表面形成一层化学键结构，从而改善其表面形态和活性。
硅烷偶联剂的分子结构中含有硅-氧键和有机基团，硅-氧键可以与玻璃纤维表面的羟基反应形成化学键，有机基团则可以与基质形成物理键，从而提高玻璃纤维与基质的结合力和耐久性。
硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的形态主要表现在两个方面：一是改善表面的润湿性，二是增加表面的粗糙度。
硅烷偶联剂可以使玻璃纤维表面的接触角降低，从而提高其润湿性，使基质更容易与玻璃纤维结合。
同时，硅烷偶联剂还可以在玻璃纤维表面形成一层微小的颗粒，增加表面的粗糙度，从而提高其机械锚定力和化学键结合力。
硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的活化机理主要表现在两个方面：一是增加表面的活性位点，二是提高表面的化学反应活性。
硅烷偶联剂可以在玻璃纤维表面形成一层化学键结构，从而增加表面的活性位点，使其更容易与基质结合。
同时，硅烷偶联剂还可以在玻璃纤维表面形
成一层微小的颗粒，提高表面的化学反应活性，使其更容易与基质发生化学反应。
总之，硅烷偶联剂是一种广泛应用于玻璃纤维表面处理的化学物质，它可以改善玻璃纤维的表面形态和活性，提高其与基质的结合力和耐久性。
硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面的形态主要表现在改善表面的润湿性和增加表面的粗糙度，处理玻璃纤维表面的活化机理主要表现在增加表面的活性位点和提高表面的化学反应活性。
三氧化二铝和硅烷偶联剂对导热高温硫化硅橡胶性能的影响
三氧化二铝和硅烷偶联剂对导热高温硫化硅橡胶性能的影响的
报告，800字
三氧化二铝和硅烷偶联剂对导热高温硫化硅橡胶性能的影响已经在很多研究中得到证实。
通过合成氧化铝/硅烷类偶联剂，能够改善橡胶的性能，如抗拉强度、耐热性、耐磨性和抗氧化性。
本文将对导热高温硫化硅橡胶在不加偶联剂与加入偶联剂时，导热性能方面的影响作出比较，探讨偶联剂对橡胶导热特性的影响。
首先，研究表明三氧化二铝和硅烷偶联剂有助于改善硫化硅橡胶的性能。
通过将多种类型的氧化铝和硅烷与橡胶共混合，可以改善橡胶的抗拉强度、耐热性、耐磨性和抗氧化性，从而提高橡胶的性能。
其次，三氧化二铝和硅烷偶联剂对导热高温硫化硅橡胶的影响也是显而易见的。
通过引入偶联剂可以使硫化硅橡胶的导热性能得到明显的改善，有助于提高材料的导热能力。
此外，采用偶联剂对导热高温硫化硅橡胶还有一个优势：由于偶联剂可以增加材料的密度，因此可以帮助降低材料的容积，从而有效降低材料的吸热量，降低材料的热膨胀，进而降低材料温度。
总之，三氧化二铝和硅烷偶联剂可以促进导热高温硫化硅橡胶性能的整体改善。
它可以改善橡胶抗拉强度、耐热性、耐磨性和抗氧化性，并且可以提高材料的导热特性，从而降低材料的吸热量和热膨胀，起到节能降耗的效果。
混凝土中掺入硅烷偶联剂的原理及应用
混凝土中掺入硅烷偶联剂的原理及应用一、前言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其性能和耐久性对于工程质量和使用寿命有着至关重要的影响。
目前，随着科学技术的发展，各种新型的混凝土材料已经被研发出来，其中掺入硅烷偶联剂的混凝土材料具有良好的耐久性和抗渗透性能。
本文将从硅烷偶联剂的基本原理、硅烷偶联剂在混凝土中的应用、硅烷偶联剂对混凝土性能的影响等方面进行详细介绍。
二、硅烷偶联剂的基本原理硅烷偶联剂是一种有机硅化合物，其分子结构中含有有机基和硅烷基两部分。
硅烷基具有亲硅性和亲水性，可以与无机物质如矿物、金属、玻璃等表面发生化学反应，从而产生强的结合力。
有机基则可以与有机物质如聚合物表面发生反应，从而将硅烷偶联剂与聚合物表面结合起来。
硅烷偶联剂在混凝土中的主要作用是将水泥凝胶与骨料表面结合起来，从而提高混凝土的强度和抗渗透性。
具体来说，硅烷偶联剂可以通过以下机理实现对混凝土性能的改善：1.与水泥凝胶结合：硅烷偶联剂中的硅烷基可以与水泥凝胶中的游离氢氧根（OH-）结合，形成化学键，从而将水泥凝胶与骨料表面结合起来。
2.与骨料表面结合：硅烷偶联剂中的硅烷基可以与骨料表面的游离氢氧根结合，形成化学键，从而将骨料表面覆盖住，从而防止水泥凝胶与骨料表面间的剪切力。
3.改善混凝土孔隙结构：硅烷偶联剂可以填充混凝土孔隙，形成一种致密的界面层，从而提高混凝土的密实性和抗渗透性。
三、硅烷偶联剂在混凝土中的应用硅烷偶联剂在混凝土中的应用主要有两种方式：直接掺入混凝土中和涂覆在混凝土表面。
下面将分别进行介绍。
1.直接掺入混凝土中将硅烷偶联剂掺入混凝土中，可以在混凝土制备的过程中实现硅烷偶联剂的均匀分散，从而提高混凝土的性能。
目前，硅烷偶联剂的掺入量一般为水泥用量的1%~5%。
2.涂覆在混凝土表面将硅烷偶联剂涂覆在混凝土表面，则可以通过化学反应将硅烷偶联剂与混凝土表面结合起来，从而提高混凝土的性能。
将硅烷偶联剂涂覆在混凝土表面的方法一般有喷涂、刷涂、浸润等。
硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥砂浆性能研究
抗折、 抗压 强度 ， 实验结果 见 表 ２ 。
图１ 先 掺 法 中纤 维 分 散 情 况
图２ 后 掺 法 中 纤维 分 散 情况
由表 ２可 以看 出 ． 用 先掺 法工 艺 制得 试样 相 对 工艺 中纤维 吸水润湿后 会被水 泥所包 裹 ．导 致在搅拌 采 于后掺 法工 艺制得试 样 ，８ ２ ｄ抗折 、 抗压 强 度分别 提 高 过程 中纤维束 不易 打开 ． 在体 系 中纤 维呈束 团状 ， 明 将
要求 。
按 照表 ｌ 原料 配 比进行 实验 。将水 泥 、 和聚丙 砂
表１ 实验 配 比
试 样 水 泥 骨 料 比 水 灰 比 减 水 剂 聚丙 烯纤 维 改 性 聚丙 烯 纤维
ＡＯ
—
（） ２ 聚丙 烯 纤维 ： 用 四川华 神 化学 建 材 有 限责 选
任公 司 生产 的 聚丙烯 纤 维 （ 其横 截 面为 三 叶型 ． 度 长
为２ ｍｎ 作为增强材 料 。 ０ ｉ） （） ： ３ 砂 选用 普通 建筑用 河砂 ， 细度 模数 ２８ 含 泥 ．， 量 ＜ ． 符 合Ｊ Ｊ２ 普 通 混凝 土 用砂 石 质量 标 准及 １ ％． ５ Ｇ５（
检验 方法》 准要 求 。 标
Ｏ Ｏ】 ．％
Ａｌ
＿
Ａ２
折 、 弯、 抗 抗剪 、 冲击强度 和韧性 。通 常 ， 抗 聚丙烯纤 维 掺 法 先掺 法是将纤维与基体材料先干混合均匀 ． 然后 再 加水 混合均匀 后掺法是将基体材料 加水混合 均匀 后再加人 纤维混合均 匀 通过不 同掺加 工艺制取 聚丙
与性 能进行研 究 ． 采用硅 烷偶 联剂对 聚丙 烯纤 维进 烯纤维水 泥砂浆试样 ．考察 两种工艺对 聚丙烯纤维分 并
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ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｄｈｅｓｌｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎ ｆｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ ｒｅｓｉｎｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ
ｗｅｒｅ
ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｒｋｅｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ
ｂｒｉｅｆｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ４３ｅｒ．融羚ｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ８
９
籀考文献㈡？嗲謦∥爹黟猕瓮‘？∥甏雾≯；嘞灞
ｆｊｊ孙晋，宋义虎，周明等．５一已酰 基硫代一１一丙基三乙氧基硅烷的合成及 其在ＳＳＢＥ／Ｓｉ０２复合体系中偶联效果研 究［Ｊｊ．高分子学报．２００７，５：４４６…４５０ ［２］胡春野．双一（ｖ一三乙氧基硅丙基）四 硫化物制备方法解析［Ｊ］．有机硅材料及应
基础及前沿研究
中国科技信息２０１ ０年第，０期
ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｍａｙ．２０１
０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１０．１０．０１３
基金项目：阜阳师范学院青年教师科研基金资助项目（２００８ＬＱｌ ３）
硅烷偶联剂的研究进展
更稳定。周兴甲４｜合成了硅烷偶联剂硫氰
基丙基三乙氧基硅烷，收率可达８２％左 右；其应用性能Ｓｉ－２６４相当。 美国ＧＥ公司开发了一系列新型硅烷
偶联剂ＮＸＴ，３一硫代辛酸基一卜丙基三
乙氧基硅烷是其中一个代表”１，又称位阻 型巯基硅烷偶联剂，即巯基中的氢被位阻 基取代。该硅烷偶联剂可以有效的克服 Ｓｉ－６９、Ｓｉ－７５、Ａ—１８９在橡胶轮胎应用 中的不足，是目前研究的热门。颜和祥 等１６１合成了与硅烷偶联剂ＮＸＴ结构类似的 自制封端型巯基硅烷偶联剂ＳＵａｎｅ ＮＩ结构 式：（ＣＨ３０）３ＳｉＣ３Ｈ６Ｓ（Ｃ＝Ｏ）Ｃ７Ｈ１５】， 与使用硅烷偶联剂Ｓｉ－６９的ＮＲ相比，使 用Ｓｉｌａｎｅ Ｎ的ＮＲ混炼胶中的白炭黑分散 性稍差，ＮＲ硫化胶的生热稍低，在玻璃化 温度时的损耗因子稍大，其余各项性能相 差不大。 ２．２改性氨基类硅烷偶联剂 氨基硅烷类偶联剂属于通用型，几 乎能与各种树脂起偶联作用，但聚酯树 脂例外。该类产品主要包括：ｙ一氨丙 基三乙氧基硅烷（Ａ一１１００），Ｎ—Ｄ（氨 乙基）一ｖ一氨丙基三甲氧基硅烷（ＫＢＭ一 ６０２），氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷 （Ａ－１ １３０）。 这些含游离氨基的硅烷碱性大，反 应活性高，且随着氯基的增加，成型材 料的挠曲强度也相应增加。但是，这类 硅烷在使用过程中容易发生过早反应而达 不到预期效果。为此又研制了含脲基的 硅烷偶联剂，其代表为ｙ一脲基丙基三乙 氧基硅烷（Ａ—１１６０），它是中性的水溶 性化合物，在低温下同许多树脂的反应 活性都有所降低，从而保持一定的极限 工作性能。另一类反应性介于氨基和脲
ｗｅｒｅ
ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
嚣ｅｙ
ｓｉｌａｎｅ
ｗｏｒｄｓ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
１．前言
硅烷偶联剂是目前品种最多，用量 最大的偶联剂，其通式为Ｙ—Ｒ—ＳｉＸ，。 其中，Ｒ是脂肪族碳链，Ｙ是和有机基质
万方数据
一“
氧基硅烷（Ａ一１ ８９）。孙晋等ＩｌＩ合成偶联剂 ３～己酰基硫代一１一丙基三乙氧基硅烷 （ＨＸＴ），将ＨＸＴ与Ｓｉ－７５分别添加于丁 苯橡胶（ＳＳＢＲ）／ＳｉＯ，混炼胶复合体系中， 发现ＨＸＴ对ＳｉＯ，粒子表面改性效果优于 Ｓｉ－７５。胡春野…的研究表明，影响国产 硅烷偶联齐＇ｌＳｉ一６９产品质量的主要因素是 原料Ｙ～氯丙基三乙氧基硅烷和四硫化钠 及溶剂乙醇的质量。郭长法１３１以Ｙ一氯丙基 三乙氧基硅烷（ＣＰＴＥＳ）和硫氰酸盐为原 料，通过相转移催化法合成得到硫氰基丙 基三乙氧基硅烷（德国Ｄｅｇｕｓｓａ公司商品名 为Ｓｉ－２６４），提高硫化胶的抗撕裂，耐 磨、耐屈挠龟裂等性能，增加天然橡胶硫 化胶的抗硫化还原性，其性能比Ｓｉ一６９
偶联剂发展很快，如辛基、十二烷基硅烷
偶联剂等。此类偶联剂在改善有机物对填
万方数据
基础及前沿研究
铺潞巍缀％∞＃‰前磁≤氛城旒鑫替疲嫩黼赫瓣苏溉篱瓣氇赫孰蕊渤女魄藏姥瓣＿擗秣蛳蝴勰溅辘
中国科技信息２０１０年第１０期
ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ
ＴＥ僦ＯＧＹ
ＩＩ怦ＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｍａｙ．２０１０
料的浸润性方面亦有其独特的优点，尤 其对于那些具有很高的表面能的填料如： 玻璃纤维、纳米二氧化硅等，长链硅烷 偶联剂由于具有疏水性的柔性长链，极 大地降低了填料的表面能，使得有机相 中的溶剂、树脂、助剂等能均匀的渗透 到玻璃纤维中或均匀分散到纳米填料表 面，这就提高了复合材料的冲击强度、 耐热性等。彭自力等Ｉ¨１合成了甲基十二 烷基二氯硅烷（ＨＤ一９０）。可以用于布 料的防水处理，还可与氨烃基硅烷偶联 剂复配用于绦、棉，毛以及混纺织物 等，能有效解决单独使用氨基硅烷偶联 剂易造成织物色差的现象。朱准军等¨，Ｊ 在此基础上，克服了原反应在常压敞开 体系中易导致原料挥发浪费，工艺较为 复杂的缺点，以自制的铂催化剂在室 温，０．１～０．３ＭＰａ下合成了甲基十二烷基 二氯硅烷，并采用无溶剂气一液相反应法 以甲醇醇解得到了甲基十二烷基二甲氧基 硅烷。钟桂云等１１ ８１以甲基二甲氧基氢 硅、辛烯为反应物，甲苯为溶剂，通过 硅氢加成反应一步法制得甲基辛基二甲氧 基硅烷，产率为７４％（以辛烯计）。张 运生等１１９Ｊ用含氢硅油和乙烯基三甲氧基硅 烷合成了一种大分子聚硅氧烷偶联剂， 用于发泡硅橡胶。可以制得拉伸强度为０．
茨键词
硅烷偶联剂；结构；改性
ｕ舳ｓｔｒａｏｔ
Ｓｉｌａｎｅ ｗｒ４ｃｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ
ｃａｒｌ
ａｇｅｎｔ ｉｓ
ａ
ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｓｕｂｓｔａｎｃｅ。
涂料的增粘剂，可大大提升材料性能。 与硅橡胶、硅树脂、硅油并列成为四大 类有机硅产品。 美国道康宁公司、通用电气公司、德 国威凯公司和德固赛公司、日本信越化 学、法国罗地亚公司均是生产硅烷偶联剂 的世界级大公司。我国从事硅烷偶联剂 研究和生产的单位很多。经过近几年的 发展，南京曙光化工集团、东莞宏柏化 学公司、南京裕德恒精细化工有限公 司、国泰华荣化工新材料有限公司、江 苏晨光偶联剂有限公司等几家大公司脱颖 而出，规模迅速扩大。与此同时，国内 偶联剂的质量也大幅提升，同德生产的 ｖ一氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，产品纯 度稳定在９９％以上，打破国内市场３０年 没有高纯度硅烷产品的局面。该厂开发
殷榕灿张文保阜阳师范学院化学化工学院
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硅烷偶联剂是应用最广的一类偶联刺。 本文概述了硅烷偶联剂国内外的现阶段的 研究进展。
发生反应的有机基团（如乙烯基、环氧 基、氨基、甲基丙烯酰氧基、巯基 等）。Ｘ是在硅原子上结合的特性基团， 通过水解作用使Ｓｉ－Ｘ转换为Ｓ卜ＯＨ，将 硅烷与无机基质连接起来。硅烷偶联剂 广泛应用于玻璃纤维的表面处理、无机 填料填充塑定在２２．５％左 右，达到世界先进水平。
２研究进展
硅烷偶联剂最早于１ ９４５年前后由美 国联碳（ＵＣ）和道康宁（Ｄｏｗ Ｃｏｍｉｎｇ）等公 司开发，最初应用于玻璃纤维的表面处 理剂。目前已报道的硅烷偶联剂已达１００ 多种，其中三分之一已获得实际应用。 目前偶联剂的开发主要集中在以下几个方 面： ２．１含硫硅烷偶联剂 目前轮胎工业中使用的硅烷偶联剂几 乎全是含硫硅烷偶联剂，特别是多硫硅 烷偶联剂。在轮胎胎面胶中应用时，含 硫硅烷偶联剂中的烷氧基与自炭黑表面的 硅羟基结合，而硫则与橡胶结合，形成 牢固的网络结构，应用这种体系可显著 降低轮胎的滚动阻力。该类产品主要品 种包括：双一ｆ ｖ一（三乙氧基硅）丙基Ｊ四 硫化物（ｓｉ一６９）、双－【Ｙ一（三乙氧基硅） 丙基】二硫化物（ｓｉ一７５）、ｙ一巯丙基三甲
（２，３一环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷 （Ａ一１ ８７）为代表。早期国外专利１１ ２１报 道了Ａ—ｌ ８７的合成。王晓会等１１３’研究了 配位的Ｐｔ络合物作为催化剂，以烯丙基 缩水甘油醚（Ａ Ｇ Ｅ）与三甲氧基硅烷（ ＴＭＯＳ）为原料，合成了Ａ一１８７，其中Ｐｔ－ Ｎ（Ｃ，Ｈ；）、络合物催化剂具有很高的活 性，收率可达８６％以上。 研究表明Ａ～１８７对制品的扯断伸长率 有负面的影响。美国通用有机硅（Ｇ Ｅ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）公司生产的Ｗｅｔｌｉｎｋ ７８和 Ｗｅｔｌｉｎｋ ９０环氧硅烷偶联剂，可用作水 性胶粘剂体系的交联剂和黏合促进剂， 对于密封剂在玻璃、铝和其他基材上显 示出极优的湿态粘合力，并在不降低伸 长率的情况下，提高拉伸强度和撕裂强 度。于菲等“４】以甲基二氯硅烷（ＤＣＭＳ）和 乙醇为原料，醇解制得中间体甲基二乙 氧基硅烷，然后在Ｐｔ－Ｃ．，Ｈ，。Ｓｉ。Ｏ。配合 物催化剂的作用下，和烯丙基缩水甘油 醚（ＡＧＥ）进行硅氢加成反应制得Ｙ一环氧 丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷（Ｗｅｔｌｉｎｋ ７８），产品纯度是９７％，收率为８４．８％。 ２。５（甲基）丙烯酰氧基类硅烷偶联剂 （甲基）丙烯酰氧基类硅烷偶联剂一端 含（甲基）丙烯酰氧基，另一端含有其它 活性功能基的有机硅基团，中问为一个 碳以上的烷基。其中最常用的是Ｙ一（甲 基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（Ａ—１７４）。 合成该化合物主要有３种方法：一种 方法是以三氯氢硅等为原料，通过加 成、酯化、皂化和取代四步得到目标产 物。另一种是三氯氢硅与甲基丙烯酸烯 丙酯（ＡＭＡ）进行硅氢加成，然后再与甲 醇或甲醇钠反应，此两种合成方法均有 盐酸腐蚀性问题，且成本高、质量不够 稳定。第三种方法是三甲氧基硅烷（ＴＭＳ） 与ＡＭＡ进行直接硅氢加成，该工艺克 服了上述缺点。但几乎所有文献均申请 了专利且采用ＳＰｅｉｅｒ催化剂。已有的 ＡＭＡ合成方法产率较低，仅７０％左右。 朱文喜等‘¨１通过酯化法高产率地合成 ＡＭＡ，并且采用了一种高活性的催化 剂，用于ＡＭＡ与ＴＭＳ的直接硅氢加成 合成ｖ一（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅 烷，产率比使用Ｓｐｅｉｅｒ催化剂提高了１５ ％左右。 ２．６新犁硅烷偶联剂 近年来，相对分子质量较大的硅烷