偶联剂的种类特色及应用
简述偶联剂的作用
简述偶联剂的作用一、偶联剂的基本作用偶联剂？听起来好像是个高大上的东西，其实它就是一类在化学反应中起着“牵线搭桥”作用的小帮手。
你可以把它想象成两个人之间的“媒人”，能让两个原本毫无关系的东西顺利地结合在一起。
举个例子吧，你想象你正在做一道美食，里面有各种不同的食材。
有些食材单独放在一起，味道可能不太合，但是如果你放点“佐料”，那味道可就不一样了，食材和佐料混合之后，味道变得更加丰富。
偶联剂的作用就像是这个“佐料”，它能帮助不同的材料之间相互结合，形成一种新的、更加稳定的复合物。
所以，偶联剂的作用主要就是促进不同物质之间的结合，让它们发挥更好的效果。
二、偶联剂的工作原理你有没有想过，为什么有些材料看起来就是不太搭，或者怎么结合都不牢固？比如塑料和金属，分明是两种完全不同的东西，怎么能让它们牢牢地“握手”呢？这个时候，偶联剂就显得特别重要了。
它像一名熟练的桥梁工人，会在两者之间搭建一个连接的“桥梁”，让它们不再是“陌生人”。
比如，偶联剂常常用于塑料和橡胶的结合，它通过化学反应，帮助塑料表面与橡胶之间形成一种紧密的化学键。
这样，塑料和橡胶就能够更好地附着在一起了。
偶联剂的工作非常细致，既能在不同的表面之间形成强力的化学联系，也能增强整体材料的耐久性和抗老化性。
简而言之，偶联剂让两种不同的材料亲密接触，形成更加稳固的“关系”。
三、偶联剂的应用领域提到偶联剂，很多人第一时间可能会想到它在化工领域的应用。
它的作用早就跨出了实验室的四面墙，进入了我们生活的各个角落。
像日常生活中常见的电子产品、汽车、建筑材料中，偶联剂都发挥着至关重要的作用。
在电子产品中，偶联剂可以增强不同材料之间的附着力，使得电路板更加耐用不容易脱落；而在汽车行业，偶联剂的作用更是显而易见，它能帮助不同种类的塑料与金属之间形成更好的连接，提升汽车的安全性和舒适性。
偶联剂的作用不仅仅是在大工业中发挥光彩，在我们日常生活的点点滴滴里，它的身影也随处可见。
偶联剂的种类特色及应用
偶联剂的种类、特点及应用偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。
偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。
因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小NR用量,从而降低成本。
偶联剂的种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等,目前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
1 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
由于其独特的性能及新产品的不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业的重要分支。
它是近年来发展较快的一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构的产品就有百余种。
1945年前后由美国联碳(UC)和道康宁(DOW CORNING)等公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂; 1955年又由UC公司首次提出了含氨基的硅烷偶联剂;从1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂;20世纪60年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。
近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料的发展,促进了各种偶联剂的研究与开发。
改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一时期的主要成果。
我国于20世纪60年代中期开始研制硅烷偶联剂。
首先由中国科学院化学研究所开始研制Γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制Α官能团硅烷偶联剂。
1.1 结构和作用机理硅烷偶联剂的通式为RNSIX(4-N),式中R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。
偶联剂的分类与用途小结
偶联剂的分类与用途小结偶联剂是一种常用的化学添加剂，可用于纺织、染料、皮革、医药、农药等各个领域。
根据具体的化学结构和功能，偶联剂可以分为缩聚型偶联剂、螯合型偶联剂和活性型偶联剂。
缩聚型偶联剂是通过与纤维材料中的活性基团反应而与其发生缩聚，从而形成偶联的化学键。
常见的缩聚型偶联剂有氨基硅烷、异氰酸酯和间苯二酚等。
它们可以增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力，提高纤维材料的色牢度、耐久性和抗污性能。
此外，缩聚型偶联剂还可以用于改善纤维材料的润湿性和提高染料的上染率。
螯合型偶联剂是通过与杂质或金属离子形成螯合络合物，从而抑制其对纤维材料的不良影响。
常见的螯合型偶联剂有胺类、羧酸类和两性电解质等。
它们可以与金属离子结合形成稳定的络合物，防止纤维材料的变色、劣化和腐蚀。
此外，螯合型偶联剂还可以用于纺织品的柔顺和抗静电处理，以及皮革和纸张的鞣制和稳定。
活性型偶联剂是通过与纤维材料表面的活性基团发生化学反应，从而与其形成共价键。
常见的活性型偶联剂有异氰酸酯、醇酯和醛基等。
它们可以使纤维材料表面具有亲水性和吸附性，提高染料和功能性分子在纤维材料上的分散和吸附效果。
此外，活性型偶联剂还可以用于纤维材料的防水、防油和抗静电处理。
总的来说，偶联剂在纺织、染料、皮革、医药、农药等领域中具有广泛的应用。
它们可以通过与纤维材料表面发生化学反应来改善纤维材料的性能，并增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力。
偶联剂的分类与用途的综述可以帮助我们更好地理解和应用这些化学添加剂，以满足不同领域的需求。
简述偶联剂的化学结构及作用
简述偶联剂的化学结构及作用全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：偶联剂是一类广泛应用于化工领域的化学品，具有重要的作用。
它们常用于涂料、油墨、塑料等行业，能够有效地改善产品的质地和性能。
在这篇文章中，我们将简要介绍偶联剂的化学结构及作用。
偶联剂，又称作亲合剂或粘合剂，是一种能够在有机与无机材料之间建立化学键的化合物。
它们通常含有两个或多个活性基团，使其能够同时与有机物和无机物发生化学反应。
偶联剂的化学结构主要分为两大类：有机偶联剂和无机偶联剂。
有机偶联剂的典型结构包括硅烷基、氨基、羟基、酰胺基等。
这些基团能够与有机物和无机物表面的官能团发生化学反应，形成有机-无机键合，从而增强材料的附着力和耐久性。
无机偶联剂则通常是金属盐类，如铬酸盐、锡酸盐等，它们通过与无机表面形成化学键来实现偶联效果。
偶联剂在化工领域中发挥着重要作用。
它们能够改善涂料、油墨、塑料等材料的附着力和耐久性，提高产品的质量和性能；偶联剂还可以使得颜料和填料更好地分散和稳定，提高产品的色彩和光泽度；偶联剂还能够调节产品的流变性能，改善生产工艺和产品加工性能，在制备过程中起到重要辅助作用。
需要指出的是，偶联剂的使用需要严格控制其剂量和反应条件，以免对产品的质量产生负面影响。
在一些特定应用场合，偶联剂的残留物可能会对人体健康和环境造成潜在风险，因此在生产和使用过程中必须遵循相关的安全规范和法规。
偶联剂作为一种重要的化工助剂，在涂料、油墨、塑料等领域具有广泛的应用前景。
通过合理选择和使用偶联剂，可以有效地改善产品的性能和质量，满足市场需求，促进相关行业的发展和进步。
希望今后在偶联剂的研究和应用中，能够不断提高技术水平，推动偶联剂领域的创新与发展。
第二篇示例：偶联剂是一类广泛应用于化工领域的化学品，其化学结构和作用对于各种行业都具有重要意义。
本文将简要介绍偶联剂的化学结构及其作用。
偶联剂是一类分子中带有两个或更多活性基位点的化合物，其主要作用是在不同分子或不同部分之间形成化学键以达到连接或交联的目的。
偶联剂及偶联剂在填料中的应用
化学结构通式
三、钛酸酯偶联剂
R基可与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起化学偶联作用。 -O-基能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与EP中的羟基发生酯化反应。 X与钛氧键连接的原子团，或称黏结基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。可为：烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。 R’是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的黏度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。 Y是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、氨基、羟基等。
溶液的pH值对其稳定有很大影响。一般来讲，酸性和碱性都能促进水解。 常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。但在调节酸碱性促进水解的同时，也促进了硅醇之间的相互缩合，形成没有活性的聚合物。分子量大的缩合物不溶于水，易从溶液中析出。对于水解产物易缩合的硅烷应在使用前配置其水溶液。 此外，酸碱性对硅烷上的有机官能团也有影响，例如在碱性条件下，环氧硅烷易开环，而甲基丙烯酰氧基硅烷在碱性或酸性条件下都可能生成游离的甲基丙烯酸，使用时应注意这些不利影响。
5、使用方法
由福建师范大学于1985年研制，其结构与钛酸酯偶联剂类似，分子中存在两类活性基团，一类可与无机填料表面作用；另一类可与树脂分子缠结，由此在无机填料与基体树脂之间产生偶联作用。具有色浅、无毒、使用方便等特点，热稳定性能优于钛酸酯偶联剂，价格仅为钛酸酯偶联剂的一半。
01
铝酸酯偶联剂的用量一般为复合材料填料量的0.3%～1.0%。对于注塑或挤出成型的塑料硬制品，为填料的1.0%左右，其他工艺成型制品、软制品及发泡制品，用填料量的0.3%～0.5%。高比表面的填料如氢氧化铝、氢氧化镁、白碳黑可用1.0%～1.3%。
偶联剂的种类和特点及应用
偶联剂的种类和特点及应用偶联剂是指一类用于印染、造纸、水处理等领域的化工助剂，主要用于改善物质间的附着力，增强染料与纤维之间的相互作用，从而实现染色、粘合、防水和增强等效果。
下面将介绍几种常见的偶联剂的种类、特点和应用。
1.染料偶联剂染料偶联剂是一种能够帮助染料吸附到纤维上的化学品。
它们可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型偶联剂。
阳离子型偶联剂常用于染色棉、羊毛等柔软纤维，而阴离子型偶联剂常用于染色涤纶、锦纶等合成纤维。
这些偶联剂可以提高染料在纤维上的附着力，增强染色的牢度和亮度。
2.粘合剂偶联剂粘合剂偶联剂是一种常用于纸张和纤维板等制品中的偶联剂。
它们可以在纤维表面形成一层均匀的涂层，提高纤维之间的附着力，增强材料的强度和耐久性。
粘合剂偶联剂具有良好的流动性和可溶性，能够提高产品的加工性能和终极性能。
3.防水偶联剂防水偶联剂主要用于纺织品、皮革和纸张等材料的防水处理。
它们可以在材料表面形成一层微细的涂层，防止水分渗透，并提高材料的防水性能和耐久性。
防水偶联剂可以广泛应用于户外服装、帐篷、雨伞、鞋子和包包等产品。
4.加强剂偶联剂加强剂偶联剂是一种常用于增强材料强度和耐久性的化学品。
它们可以在纤维表面形成一种保护性涂层，防止材料受到外部环境的损伤，并提高材料的耐磨性和抗拉强度。
加强剂偶联剂常用于橡胶制品、塑料制品和纤维增强材料等领域。
除了上述常见的种类外，偶联剂还可以根据不同的底材和应用领域进行特殊设计和定制。
例如，在水处理领域，偶联剂被用作一种能够将悬浮物和杂质结合在一起，形成沉淀物并提高水质净化效果的化学品。
总之，偶联剂作为重要的化工助剂，在印染、造纸、水处理等领域发挥着重要作用。
不同类型的偶联剂具有不同的特点和应用，可以根据具体需求选择合适的产品。
随着科技的不断进步，偶联剂的种类和应用还将不断发展和创新，为各行各业提供更好的解决方案。
偶联剂的种类特点及应用
偶联剂的种类特点及应用偶联剂是一类用于改善纤维染色和印刷的化学品，它们能够与纤维表面形成化学键，并将染料牢固地结合到纤维上。
偶联剂的种类繁多，不同的偶联剂适用于不同类型的纤维和染料。
下面将介绍几种常见的偶联剂的种类、特点及应用。
1.偶联剂EG（环氧偶联剂）：环氧偶联剂是最常用的偶联剂之一，它的主要特点是具有良好的耐洗牢度和耐光性。
环氧偶联剂能够与纤维表面形成稳定的环氧结构，使染料牢固地结合到纤维上。
此外，环氧偶联剂还具有优异的耐酸碱性能和耐高温性能，适用于各种纤维的染色和印花。
在纺织行业中，环氧偶联剂常用于丝绸、尼龙等合成纤维的染色和印花工艺中。
2.偶联剂KH（硅烷偶联剂）：硅烷偶联剂是一类短链有机硅化合物，具有良好的亲水性和涂敷性能。
硅烷偶联剂能够与纤维表面形成化学键，并且可以使纤维表面产生亲水性改善纤维的润湿性能。
此外，硅烷偶联剂还可以增强纤维的耐腐蚀性能和耐热性能，提高纤维的机械强度。
由于硅烷偶联剂具有优异的耐候性和抗污染性能，所以在户外纺织品和工业纺织品中得到广泛应用。
3.偶联剂AM（氨基甲酸酯偶联剂）：氨基甲酸酯偶联剂是一类含氨基和甲酸酯基的有机化合物，具有很好的界面活性和胶黏性。
氨基甲酸酯偶联剂能够与纤维表面形成胶体颗粒，增加染料与纤维之间的粘附力。
此外，氨基甲酸酯偶联剂还具有良好的稳定性和耐酸碱性能，能够有效抑制染料的渗漏，提高染色的均匀度和色牢度。
在纺织印染行业中，氨基甲酸酯偶联剂常用于棉纤维和麻纤维的染色工艺中。
4.偶联剂GA（缩醛偶联剂）：缩醛偶联剂是一类含缩醛基团的有机化合物，具有良好的酸碱稳定性和热稳定性。
缩醛偶联剂能够与纤维表面形成缩醛键，并将染料牢固地结合到纤维上。
此外，缩醛偶联剂还可以增加染料与纤维之间的反应活性，提高染色的效果和速度。
在化纤和醋酸纤维的染色和印花中，缩醛偶联剂常用于增加染料的亲和力和牢固度。
总之，偶联剂是一类重要的化学品，对于改善纤维染色和印花的效果起到关键作用。
(2024版)A10偶联剂
可编辑修改精选全文完整版第十章、偶联剂10.1 概述在聚合物中常常需要加入填料来得到复合材料以改善性能，降低成本。
而填料和高聚物分子在化学结构和物理形态上极不相同，它缺乏亲和性，也降低了制品的力学性能；另外，由于大量填充无机填料而导致聚合物复合材料的黏度显著提高，以至造成加工性能受到影响。
所以，在制备复合材料时，为使材料综合性能得到提高，就必须确保填料与聚合物界面间的亲和力，而偶联剂就是因具有良好的性能而广泛应用于复合材料中。
10.1.1 偶联剂的定义和分类：1、定义：顾名思义，偶联剂就是能把两种不同性质的物质，通过化学或物理的作用结合起来，也就是无机和有机物质界面间的桥梁。
象媒婆。
偶联剂是指能改善填料与聚合物之间界面特征的一类物质。
其分子结构中存在两种官能团：一种官能团可与高分子基体发生化学反应或至少有好的相容性；另一种官能团可与无机填料形成化学键。
如用硅烷处理无机底材，使其表面蒙上一层R基团取向朝外的硅烷外套，象难上漆的金属铜、镉锌等用硅烷偶联剂涂附后具有优异的附着力。
2、作用：（1）改善高分子材料与填料之间的界面性能（2）提高界面的粘合性（3）改善填充后或增强后高分子材料的性能。
3、分类：现在偶联剂的分类是按照化学结构分类的：（1）硅烷类偶联剂：是最早的偶联剂，美国联合碳化物公司（UCC）40年代开发和使用的。
现在也是用途最为广泛的偶联剂。
其通式为：R n SiX4 -n(涂料中常用硅烷偶联剂的通式为RSiX3，书上是错的)。
R是不能水解的反应性有机官能团（如乙烯基氯丙基、环氧基、胺基、巯基等），X 为可水解的基团（如烷氧基、卤素等）。
硅烷的偶联作用是排列整齐的硅烷系列分子层在聚合物和填料之间形成共价键桥。
硅烷偶联剂对含有极性基团的或引入极性基团的填充体系偶联效果明显，对非极性体系则效果不明显，对碳酸钙填充复合体系效果不佳。
（2）钛酸酯偶联剂：70年代后期由美国肯力齐（Kenrich）石油化学公司开发并生产的。
偶联剂种类
偶联剂种类1. 引言在化学领域中，偶联剂是一类用于连接两个或多个分子的化合物。
偶联剂的种类繁多，它们可用于合成小分子化合物、聚合物以及表面修饰等领域。
本文将介绍几种常见的偶联剂及其应用。
2. 二硫苯乙酸（DSS）二硫苯乙酸（DSS）是一种常见的偶联剂，它具有二硫化合物的特性。
其结构中含有两个硫原子，使得它能够与含有双键或烯烃基团的化合物发生偶联反应。
DSS通常被用于合成含硫醇的有机化合物，并广泛应用于多肽合成、荧光标记以及杂化化学反应等领域。
3. EDCEDC（1-乙基-3-二甲基氨基丙烷碳二亚胺）是一种常用的偶联剂，用于将羧酸与氨基化合物偶联。
其机理是通过活化羧酸，生成具有反应活性的中间体，然后与氨基化合物发生缩合反应。
EDC广泛应用于多肽合成、寡核苷酸合成以及荧光染料的偶联等领域。
4. NHSNHS（N-羟基琥珀酰亚胺）是一种常用的偶联剂，常与EDC配对使用。
EDC将羧酸活化后，NHS能够与活化羧酸快速反应，生成稳定的N-羟基琥珀酰胺中间体。
NHS可用于将氨基化合物与羧酸偶联，常用于蛋白质修饰、抗体标记以及药物合成等领域。
5. 光敏偶联剂光敏偶联剂是一类能够受到特定波长光照射后发生偶联反应的化合物。
光敏偶联剂包括光敏羧酸（PAA）、光敏硝基苯酚（PNB）及光敏双亚硝基苯酚（PANB）等。
它们常用于光化学合成、光控释放以及光敏修饰等领域。
光敏偶联剂具有响应灵敏、反应速率快的特点，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
6. 双功能偶联剂双功能偶联剂是一类既具有偶联功能又具有其他特殊功能的化合物。
例如，带电荷的双功能偶联剂可以用于电化学阵列的构建；磁性双功能偶联剂可以用于磁性纳米颗粒的制备。
双功能偶联剂的引入，不仅可以实现分子的偶联，还能为分子赋予新的性质和功能，扩展了其应用领域和潜力。
7. 总结本文简要介绍了几种常见的偶联剂种类及其应用领域。
选择合适的偶联剂对于分子合成、药物研发等领域的研究具有重要意义。
有机硅偶联剂概述及其作用机理总结
有机硅偶联剂概述及其作用机理总结一、偶联剂概述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。
二、偶联剂种类偶联剂主要有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸偶联剂。
胶黏剂中常选用有机硅偶联剂，其通式为RSiX3，其中R为有机基团，如-C6H5、-CH=CH2等，能与树脂结合；X为可以水解的基团，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。
三、偶联剂作用过程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；②Si-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。
硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定，但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响，现在还没有一套完整的偶联机理来解释。
偶联剂在两种不同性质材料之间界面上的作用机理已有不少研究，并提出了化学键合和物理吸着等解释。
其中化学键合理论是最古老却又是迄今为止被认为是比较成功的一种理论。
四、偶联剂作用理论1.化学结合理论该理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键；此外，偶联剂还含有一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
偶联剂的种类、特色及应用偶联剂是一种重要的、应用领域日渐宽泛的办理剂,主要用作高分子复合资料的助剂。
偶联剂分子构造的最大特色是分子中含有化学性质不一样的两个基团,一个是亲无机物的基团 ,易与无机物表面起化学反响;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其余聚合物发生化学反响或生成氢键溶于此中。
所以偶联剂被称作“分子桥”,用以改良无机物与有机物之间的界面作用 ,进而大大提升复合资料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂用于橡胶工业中 ,可提升轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小NR 用量 ,进而降低成本。
偶联剂的种类众多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其余高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等 ,当前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
1 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
因为其独到的性能及新产品的不断问世 ,使其应用领域渐渐扩大 ,已成为有机硅工业的重要分支。
它是最近几年来发展较快的一类有机硅产品 ,其品种众多 ,构造新奇 ,仅已知构造的产品就有百余种。
1945 年前后由美国联碳(UC) 和道康宁 (DOW CORNING) 等企业开发和宣布了一系列拥有典型构造的硅烷偶联剂; 1955年又由 UC 企业初次提出了含氨基的硅烷偶联剂;从 1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂 ;20世纪 60年月早期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年月末期出现的拥有重氮和叠氮构造的硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。
近几十年来,跟着玻璃纤维增强塑料的发展 ,促使了各样偶联剂的研究与开发。
改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一期间的主要成就。
我国于20世纪 60年月中期开始研制硅烷偶联剂。
第一由中国科学院化学研究所开始研制Γ官能团硅烷偶联剂 ,南京大学也同时开始研制Α 官能团硅烷偶联剂。
构造和作用机理硅烷偶联剂的通式为RNSIX(4-N), 式中 R 为非水解的、可与高分子聚合物联合的有机官能团。
依据高分子聚合物的不一样性质,R 应与聚合物分子有较强的亲和力或反响能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等。
X 为可水解基团 ,遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可惹起分解,与无机物表面有较好的反响性。
典型的X 基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等;最常用的则是甲氧基和乙氧基,它们在偶联反响中分别生成甲醇和乙醇副产物。
因为氯硅烷在偶联反响中生成有腐化性的副产物氯化氢,所以要酌情使用。
最近几年来 ,相对分子质量较大和拥有特种官能团的硅烷偶联剂发展很快,如辛烯基、十二烷基 ,还有含过氧基、脲基、羰烷氧基和阳离子烃基硅烷偶联剂等。
LAWRENCE 等利用硅烷偶联剂对碳纤维表面进行办理,偶联剂中的甲基硅烷氧端基水解生成的硅羟基与碳纤维表面的羟基官能团进行键合,结果复合资料的拉伸强度和模量提升,空气孔隙率降落。
早在1947年美国 JOHNSHOPKINS 大学的 WITTRW 等在一份报告中指出,在对烷基氯硅烷偶联剂办理玻璃纤维表面的研究中发现,用含有能与树脂反响的硅烷基团办理玻璃纤维制成聚酯玻璃钢,其强度可提升 2倍以上。
他们以为,用烷基氯硅烷水解产物办理玻璃纤维表面,能与树脂产生化学键。
这是人们第一次从分子的角度解说表面办理剂在界面中的状态。
硅烷偶联剂因为在分子中拥有这两类化学基团 ,所以既能与无机物中的羟基反响 ,又能与有机物中的长分子链互相作用起到偶联的功能 ,其作用机理大概分以下 3步:(1)X 基水解为羟基 ;(2)羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键 ;(3)R 基与有机物相联合。
应用在使用硅烷偶联剂时,为获取较佳的成效,需对每一个特定的应用处合进行试验预选。
硅烷偶联剂一般要用水和乙醇配成很稀的溶液(质量分数为～ 0.02)使用 ,也可独自用水溶解,但要先配成质量分数为的醋酸水溶液 ,以改良溶解性和促使水解 ;还可配成非水溶液使用,如配成甲醇、乙醇、丙醇或苯的溶液 ;也能够直接使用。
硅烷偶联剂的用量与其种类和填料表面积相关 ,即硅烷偶联剂用量 (G)=[ 填料用量 (G) ×填料表面积 (M 2/G)]/ 硅烷最小包覆面积(M 2/G) 。
假如填料表面积不明确,则硅烷偶联剂的加入量可确立为填料量的1%左右。
颗粒状或粉状填料可用偶联剂溶液浸渍 ,而后用离心分别机或压滤机将溶液滤去 ,再将填料加热、干燥、粉碎。
假如用来制造补强复合资料或玻璃钢 ,可用连续法先将玻璃纤维或玻璃布浸渍偶联剂溶液 ,而后干燥、浸树脂、干燥 ,再加热层压而成玻璃钢板。
以上做法称为表面预办理法 ,都是先将无机资料或被粘物的表面用偶联剂溶液预办理 ,而后再与有机树脂接触、压合、粘合、成型 ,此中阳离子型硅烷偶联剂在兼具降低粘度和起偶联作用方面最有效。
硅烷偶联剂的应用十分宽泛,主要有以下几方面:用作表面办理剂 ,以改良室温固化硅橡胶与金属的粘合性能 ; 用于无机填料填补塑料时 ,能够改良其分别性和粘合性 ;用作增粘剂 ,在水电站工程中提升水泥与环氧树脂的粘合性;用作密封剂 ,拥有耐水、耐高温、耐天气等性能 ,用于氟橡胶与金属的粘合密封 ; 用作单组分硅橡胶的交联剂 ;用作难粘资料聚烯烃 (如 PE,PP)和特种橡胶 (如硅橡胶、 EPR、 CR、氟橡胶 )的粘合促使剂。
2钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于 20世纪 70年月。
1974年12月美国 KENRICH 石油化学企业报导了一类新式的偶联剂 ,它对很多干燥粉体有优秀的偶联成效。
此后加有钛酸酯偶联剂的无机物填补聚烯烃复合资料接踵问世。
当前钛酸酯偶联剂已成为复合资料不行缺乏的原料之一。
构造和作用机理(1)构造钛酸酯偶联剂按其化学构造可分为 4类:单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型。
钛酸酯偶联剂的分子式为:R—O—TI O—X— R′—Y)N, 拥有以下功能 :①经过 R 基与无机填料表面的羟基反响,形成偶联剂的单分子层,进而起化学偶联作用。
填料界面上的水和自由质子(H+) 是与偶联剂起作用的反响点。
② — O—能发生各样种类的酯基转变反响,由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联 ,同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反响。
③X 是与钛氧键连结的原子团 ,或称粘合基团 ,决定着钛酸酯偶联剂的特征。
这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。
④ R′是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分,主假如保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性 ,提升资料的冲击强度 ,降低填料的表面能 ,使系统的粘度明显降低 ,并拥有优秀的润滑性和流变性能。
⑤Y 是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团,有不饱和双键基团、氨基、羟基等。
⑥ N 反应了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数。
(2)作用机理 :1977年 ,MONTESJ等提出钛酸酯偶联剂能在填料表面形成单分子膜。
HANCD 等提出偶联剂在填补系统中拥有增塑作用和界面粘合作用。
钛酸酯偶联剂能在无机物界面与自由质子 (H+) 反响 ,形成有机单分子层。
因为界面不形成多分子层及钛酸酯偶联剂的特别化学结构,生成的较低表面能使粘度大大降低。
用钛酸酯偶联剂办理过的无机物是亲水和亲有机物的。
将钛酸酯偶联剂加入聚合物中可提升资料的冲击强度,填料增添量可达50%以上 ,且不会发生相分别。
以上是单分子层理论,还有化学键理论、浸润效应和表面能理论、可变形层理论、拘束层理论、酸碱反响理论等。
钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂,到当前为止人们已进行了相当多的研究,提出了多种理论,但到现在还没有完好一致的认识。
应用钛酸酯偶联剂的预办理法有两种:①溶剂浆液办理法,马上钛酸酯偶联剂溶于大批溶剂中,与无机填料接触,而后蒸去溶剂 ;② 水相浆料办理法钛酸酯偶联剂与胺反响,即采纳均化器或乳化剂将钛酸酯偶联剂强迫乳化于水中,使之生成水溶性盐后 ,再溶解于水中办理填料。
,或许先将钛酸酯偶联剂可先与无机粉末或聚合物混淆,也可同时与两者混淆,但一般多采纳与无机物混淆法。
在使用钛酸酯偶联剂时要注意以下几点:(1)用于胶乳系统中 ,第一将钛酸酯偶联剂加入水相中 ,有些钛酸酯偶联剂不溶于水 ,需经过采纳季碱反响、乳化反响、机械分别等方法使其溶于水。
(2)钛酸酯用量的计算公式为 :钛酸酯用量 =[ 填料用量 (G) ×填料表面积 (M 2/G)]/ 钛酸酯的最小包覆面积(M 2/G) 。
其用量往常为填料用量的0.5%, 或为固体树脂用量的0.25%,最后由效能来决定其最正确用量。
钛酸酯偶联剂用量一般为无机填料的0.25%～ 2%。
(3) 大部分钛酸酯偶联剂特别是非配位型钛酸酯偶联剂 ,能与酯类增塑剂和聚酰树脂进行不一样程度的酯互换反响 ,所以增塑剂需待偶联后方可加入。
(4)螯合型钛酸酯偶联剂对湿润的填料或聚合物的水溶液系统的改性成效最好。
(5) 钛酸酯偶联剂有时能够与硅烷偶联剂并用以产生共同成效。
可是,这两种偶联剂会在填料界面处对自由质子产生竞争作用。
(6)单烷氧基钛酸酯偶联剂用于经干燥和煅烧办理过的无机填料时改性成效最好。
碳酸钙在橡胶、塑料工业中是一种很重要的填料。
经过钛酸酯偶联剂对其改性,可大大加强碳酸钙的用量,提升其对橡胶的补强作用。
钛酸酯偶联剂还大批用于其余无机填料的表面改性中 ,特别是在磁性复合资料和磁性记录资料方面的应用,拥有高填补性、耐热性,可提高磁性粒子与树脂的粘合性、弹性及磁性的稳固性;用于导电性复合资料或涂猜中,经过利用铜粉作导电基质,可提升资料的分别性、耐湿性、致密性和导电性;加入 PVC 、丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS) 、 PS、PE、 PC、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺等树脂中,可降低焚烧时的发烟性能 ;用于绝缘电缆包皮,可改良其耐湿润性及耐磨性。
3铝酸酯偶联剂, 铝酸酯偶联剂是由福建师范大学研制的一种新式偶联剂 ,其构造与钛酸酯偶联剂近似分子中存在两活性基团 ,一类可与无机填料表面作用 ;另一类可与树脂分子缠结 ,由此在无机填料与基体树脂之间产生偶联作用。
铝酸酯偶联剂在改良制品的物理性能 ,如提升冲击强度和热变形温度方面 ,可与钛酸酯偶联剂相媲美 ;其成本较低 ,价钱仅为钛酸酯偶联剂的一半 ,且拥有色浅、无毒、使用方便等特色 ,热稳固性能优于钛酸酯偶联剂。
经过采纳各样偶联剂对碳酸钙进行改性得出以下结论:oo经铝酸酯偶联剂改性的活性碳酸钙拥有吸湿性低、吸油量少、均匀粒径较小、在有机介质中易分别、活性高等特色;o 铝酸酯偶联剂的热稳固性优于钛酸酯偶联剂,基本上不影响原碳酸钙的白度 ;o 经铝酸酯偶联剂改性的活性碳酸钙宽泛合用于填补PVC,PE,PP,PU 和 PS 等塑料 ,不单能保证制品的加工性能和物理性能,还可增大碳酸钙的填补量 ,降低制品成本。