钛酸酯偶联剂大全 - 360文档中心

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。

钛酸酯偶联剂对碳酸钙的表面改性及其对PVC材料性能的影响

ＳｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｗｉｔｈｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｓａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶＣｍａｔｅｒｉａｌｓ
数（以ＣａＣＯ，质量为１００％计）分别为１％和０．５％。
［中图分类号］ＴＱ３２５．３；ＴＱ６２３．４
［文献标志码］Ｂ
［文章编号］１００９—７９３７（２０１３）１０ —００１６ —０５
张翊
（北京亿德盛源新材料有限公司，北京１０００３１）
［关键词］聚氯乙烯；钛酸酯偶联剂；碳酸钙；表面改性；材料性能［摘要］采用两步法自制了钛酸酯偶联剂．用其和硬脂酸对轻质ＣａＣＯ，进行了表面改性处理。考察了改性
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶＣｍａｔｃｒｉａｌｓｗｃｒｃｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｃｄ．Ｔｈｃｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：① ｔｈｃｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａ —
ｐｃｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉｔａｎａｔｃｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｓｗｃｒｃｐｒｅｐａｒｃｄｂｙｔｗｏ－ｓｔｅｐｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｌｉｇｈｔｃａｌ－ｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｓａｎｄｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｄ— ｉｌｅｆｄｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｃｏｎｔｈｃｆｌｏｗｔｉｍｃ，ｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｐｒｏｃｃｓｓａｂｉｌｉｔｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌ

钛酸酯偶联剂对无机填料的改性研究

于高混机中的填料中，次间隔２ｍｉ每ｎ。高速混合
出料备用。
１３无机粉体表面改性效果的表征．
评价改性效果的方法很多，实验通过活化率、本
吸油量等实验方法，对改性效果进行表征。偶联剂的用量一般都有最佳用量，按经典理论即是处理剂在填料颗料表面上覆盖单分子层的用量。低于此值，填料改性处理不彻底；而高于此值，填料表面会形成多层物理吸附的界面薄弱层。实验通过上述改性效果的诸多评价方法，确定出无机填料对应的表
碳酸钙１ｍ（Ｃ）５４９Ｃ８、．ｍ（Ｃ８、５Ｃ２）２．ｍ
（（０；Ｃ））滑石粉１ｍ（）偶联剂ＴＳ混机６２ｕＴ；Ｍ－；
ＧＨ一０１。
１２无机填料的表面处理．
将无机填料投入高混机中，设定温度下预热在５ｍｉ。用液体石蜡１１稀释ＴＭ— 分３次喷洒ｎ：Ｓ后
关键词：无机填料；钛酸酯偶联剂；活化度；吸油值
中图分类号：１．ＴＱ３６６文献标识码：Ａ文章编号：６１９０（０７０ —０４０１７ —９５２０）９００—４
众所周知，机聚合物普遍存在耐热性和尺寸有
１实验部分
１１试验药品和仪器．
烘干，称重，得到沉于水中的粉体的质量，计算得到活化度。
（）吸油值的测定２吸油值是粉体改性的效果，以加工类助剂（它润滑剂）ＯＰ￣苯二甲酸二辛酯）Ｄ（的用量反映粉体改性效果的好坏。如果吸油值大，粉体在加工时吸则收的润滑剂就多，工成本就高。因此，们希望改加我性后的粉体的吸油值越小越好。测定方法如下：称取５ｇ测粉体于玻璃板上，待边滴加ＤＯＰ边用调刀不断翻动研磨，开始粉体成散状，逐渐成团至全部被ＩＯＸＰ润湿形成一整团即为终点２。

偶联剂相关资料

硅烷偶联剂硅烷偶联剂又名硅烷处理剂、底涂剂，是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。

硅烷偶联剂是在分子中具有两种以上不同反应基的有机硅单体，它可以和有机与无机材料发生化学键合 (偶联)，增加两种材料的粘接性。

通式中n为0～3的整数; X表示水解性官能基，它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、)等发生偶联反应; Y为有机官能团，如乙烯基、乙氧基、氨基、环氧金属、SiO2基、甲基丙烯酰氧基、巯基等，可与无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应。

典型硅烷偶联剂性能如下表：用于玻璃纤维、无机填料表面处理。

用作密封剂、胶粘剂和涂料增稠剂。

还应用于使固定化酶附着到玻璃基材表面、油井钻探防砂、使砖石表面具有憎水性、使荧光灯涂层具有较高的表面电阻、提高液体色谱中有机相对玻璃表面的吸湿性能等。

由硅氯仿与带有活性基团的烯烃在铂催化剂催化下加成再经醇解制得。

代表性硅烷偶联剂如表所示。

根据硅烷偶联剂的反应机理，水解性官能基X遇水生成硅醇。

如果是无机材料(如玻璃)，则偶联剂和玻璃表面的硅醇发生缩合反应，在玻璃和硅烷偶联剂之间形成共价键。

利用这一特点，硅烷偶联剂可用于处理玻璃纤维(制增强塑料)、改进涂料和粘合剂性能以及用于处理无机填料的表面等，对于玻纤增强不饱和聚酯来说，以用甲基丙烯酰氧基硅烷为宜;对于环氧树脂层压板，则以用环氧化硅烷及氨基硅烷为宜。

硅烷偶联剂的新用途是作为聚乙烯交联剂，通过聚乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷接枝共聚，或通过聚乙烯与硅烷发生缩合反应进行交联。

经过处理的聚乙烯可用作电缆及复杂的异型材料。

为了适应功能性高分子复合材料的发展，已开发出一些新型硅烷偶联剂，如γ-脲基丙基- 三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油基丙基-甲基-二乙氧基硅烷及N-苯基-γ-氨基丙基-二甲氧基硅烷等。

表面改性剂汇总

(2)硅烷偶联剂
一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物.其通式为:
RSiX3
式中， R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团 , 如氧基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等； X 代表能够水解的烷氧基 ( 卤素、烷氧基、酰氧基等).
(2)硅烷偶联剂
硅烷与无机粉体的作用机理：首先X基水解形成硅醇,然后与无机粉体表面上的羟基反应 ,形成氢键并缩合成—SiO—M共价健(M表示无机粉体表面). 同时 , 硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在填料表面 , 使无机粉体表面有机化.
（3）铝酸酯偶联剂
特点：
具有与无机粉体表面反应活性大、色浅、无毒、味小、热分解温度较高以及使用方便等特点。在PVC填充体系中铝酸酯偶联剂有较好的热稳定协同效应和一定的润湿增塑效果。
用途：
各种无机填料、颜料及阻燃剂,如重质碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡、硫酸钙、滑石粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、铁红、铬黄、碳黑、白炭黑、；立德粉、云母粉、高岭土、炼铝红石、叶蜡石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌等的表面改性处理。
Si-OH
Si-O
硅烷偶联剂的加入并未改变二氧化硅的物质组成和晶体结构, 只是其表面的部分羟基与硅烷偶联剂作用生成Si-O键,表面有机成分增多,疏水性增强。
（3）铝酸酯ห้องสมุดไป่ตู้联剂
化学通式：
Dn (RO)x—Al----(OCOR)m
式中， Dn代表配位基团，如N、O等；RO为与无机粉体表面活泼质子或官能团作用的基团；COR为与高聚物基料作用的基团。
非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠阳离子型表面活性剂苄基三甲基氯化铵两性表面活性剂十二烷基甜菜碱羧酸盐型表面活性剂磺酸盐型表面活性剂硫酸酯盐型表面活性剂磷酸酯盐型表面活性剂胺盐型表面活性剂季铵盐型表面活性剂鎓盐型表面活性剂多羟基型表面活性剂聚氧乙烯型表面活性剂阴离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂非离子型表面活性剂直链烷基型表面活性剂支链烷基型表面活性剂烷基苯基型表面活性剂烷基萘基型表面活性剂松香衍生物型表面活性剂高分子量聚氧丙烯基型表面活性剂长链全氟代烷基型表面活性剂聚硅氧烷基型表面活性剂52表面活性剂阴离子表面活性剂1高级脂肪酸及其盐分子式为rcooh一端为长链烷基c1618结构和聚合物相似与聚合物有一定的相容性

关于橡胶工业用偶联剂

能赋予橡胶较好的综合性能。它不仅可以显
著提高橡胶的冲击强度，而且在加Ｔ温度下具有较好的熔融流动性，尤其在加工含钙、
钡等非硅类无机填料填充的橡胶时，能起到相当重要的作用。另外，有些钛酸酯偶联剂
聚丙烯的７５，同时，它的熔融流动性并没．倍
２钛酸酯偶联剂
钛酸酯偶联剂是继硅烷偶联剂之后于２Ｏ
有受到不利的影响。由此可见，钛酸酯偶联剂的应用，可大大改善高分子复合材料的性能，具有广阔的发展前途『。１ ”
钛酸酯偶联剂是由亲水和疏水两种基
团组成的，通过化学反应和无机颜料、填
机介质中易分散、活性高等特点；
（）酸酯偶联剂的热稳定性优于钛酸酯２铝偶联剂，基本上不影响原碳酸钙的白度；（）经铝酸酯偶联剂改性的活性碳酸钙３广泛适用于填充ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、Ｐ和Ｐ等ＵＳ塑料，不仅能保证制品的加工性能和物理性
左右。在偶联剂消费结构中，由于最近几年
磷酸酯型Ｊ。
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。
通过采用各种偶联剂对碳酸钙进行改性
可得出以下结论：
ｆ）铝酸酯偶联剂改性的活性碳酸钙具１经有吸湿性低、吸油量少、平均粒径小、在有

钛酸酯偶联剂表面改性硬石膏粉的研究

ｍｏｉｉｄｏｎｄｆｅｎｙｒｔｗｄｒｗｅｅｓｕｉｄＳｕｙｓｏｄｔａｄｆｅｎｙｆ￣ｐｗｄｒｈｎｅｒｍｄｆｒｕｍｏｉｄａｈｄｉｐｅｉｅｏｅｒｔｄｅ．ｔｄｈｗｅｔｈｍｏｉｄａｈｄｉｉｏｅａｇｄｆｏｃ
为填料填充到树脂中去，不但可以降低成本，还可以改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热变形温度。但硬石膏是亲水疏油性的，与基体树脂界面缺乏亲和性，直接添加则往往导致冲击强度、拉伸强度等力学性能下降及加工性能变差，所以在作
ｈｄｏｈｌｏｈｄｏｈｂｃｙｒｐｉｉｔｙｒｐｏｉ；ＳｃＥＭｈｔｇａｈｅｅｅｏｏａｉｉｔｆｍｏｉｉｄａｈｄｉｗｄｒｗｉＶＣ．ｐｏｏｒｐｓｒｖａｄｇｏｃｍｐｔｌｙｏｄｆｎｙｒｔｐｌｄｂｉｅｅｏｅｔＰｈ
ｏｐｗｄｒｉａｔｔｎｔｎｐｒｃｌｗａｉｃａｅｙ７－１．Ｔ—Ｒａａｙｉｎｉａｅｔａｔａａｅｃｕｌｇａｅｔｓｅ，ｍｐｃｒｇｈｉａｔｕａｓｅｉｒｓｎｒｓｄｂ１％３％ＦＩｎｓｅｌｓｉｄｃｔｈｔｉｎｔｏｐｉｄｔｎｇｎｗａ
硬石膏是天然产出的硫酸盐矿物，国硬石膏我资源相当丰富，约占石膏资源总量的４％～０硬２６％。石膏作为石膏的一种，是 Ⅱ型无水石膏，主要化学成分是ＣＳ４ａＯ，有时掺杂有少量二水石膏、碳酸盐或黏土等杂质。硬石膏作为无机粉体的一种可以作

PVC技术知识(六十)偶联剂

PVC技术知识（六十）偶联剂
偶联剂也称表面处理剂，是一种能通过化学和（或）物理作用将两种性质差异很大的，原来不易结合的材料较牢固地结合起来的物质。

主要用于无机增强材料或填料（极性物）与非极性的聚合物之间。

偶联剂不仅可使填料和聚合物紧密相连而达到良好的机械强度，而且填料经过偶联剂处理后，聚集的颗粒直径大多明显减少，可提高填料在聚合物中的分散性，使填料聚合物体系的流动性得以改善。

这些因素都有利于改进制品的机械性能、表观质量和加工性能。

偶联剂大致可分为硅烷、钛酸酯、铝酸酯等几类，但应用广泛的主要是前两种。

聚氯乙烯树脂结构中由于Cl-的存在，不同于聚烯烃，是一种极性聚合物，所以偶联剂在其配方中应用较少。

但研究表明，偶联剂，特别是钛酸酯偶联剂对提高聚氯乙烯-碳酸钙体系的冲击强度有很大帮助，是相同配比未经偶联处理配方的4—9倍。

这也说明聚氯乙烯填充材料在偶联剂作用下，表现出良好的整体性。

实际生产中，偶联处理是针对填料进行的，比如对碳酸钙的偶联处理是由填料生产厂家完成的。

进行配方设计时一般不涉及偶联剂的选取，只是根据性能和成本，选择经过不同方式和偶联剂处理的填料。

但也有报道：加有钛酸酯类偶联剂，并填充了25%碳酸钙的硬聚氯乙烯管材配料，将在其挤出性能上有所改进，其冲击强度也比不填加者好。

将0.5%钛酸酯加入到一种软聚氯乙烯配料中，就能使碳酸钙填料量大为增加，从每100份树脂添加100份碳酸钙增到每100份树脂添加150份碳酸钙，且其物理性能不变。