当前位置：文档库 › 偶联剂

偶联剂

新型偶联剂改性玻纤增强聚丙烯复合材料的研究

来源:中国化工信息网 2009年6月30日

0 引言

众所周知，复合材料是由基体、增强材料等组成的多相材料，基体与增强材料之间存在界面，界面的性质对复合材料的性能起着重要的作用。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。在纤维增强聚合物基复合材料中，纤维和基体之间的粘接将影响界面的一些性能，而界面对于应力传递又起着非常重要的作用，这种影响贯穿纤维与树脂的细观状态和宏观力学性质。由此可见，复合材料的界面是极为重要的微结构，作为增强材料与基体的连接桥梁和外加载荷从基体向增强材料传递的纽带，界面的组成、性能、结合方式以及界面结合强度对复合材料的力学性能和破坏行为有

重大影响。

近年来，热塑性树脂基复合材料得到了快速的发展。玻璃纤维增强聚丙烯作为一种通用热塑性增强复合材料，具有弹性模量高、强度高、热变形温度高、尺寸稳定性好、价格低廉等优点，应用十分广泛。但因热塑性树脂一般不含有可与偶联剂反应的活性基团，偶联剂较难以化学键与基体树脂结合，其改性效果不如对热固性树脂基复合材料那样显著。PP是半结晶非极性聚合物，其分子链不具备高反应活性的极性基团，与玻纤复合后界面强度低，影响了材料综合性能的发挥。一般地，要增加玻璃纤维与PP界面结合，可从增加基体树脂的活性基团与改善玻璃纤维表面两方面着手。许多学者认为研制高性能的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的关键是提高非极性的聚丙烯和极性的玻璃纤维的界面粘结强度。因此，针对玻璃纤维与基体树脂PP之间的界面粘结强度等问题，在体系中引入极性官能团是解决这一问题的有效方法。本文以硅烷偶联剂KH-560和硬脂酸为原料，KOH为催化剂，通过阴离子开环反应，在KH-560上接枝上活性基团，从而合成出一种新的偶联剂，并将这种新型偶联剂用于玻纤改性增强聚丙烯。通过红外光谱、接触角、力学测试以及扫描电镜等研究结果表明，新型偶联剂是在KH-560的长链上接枝活性基团，并且能够在玻璃纤维与聚丙烯之间引入了化学键合，提高复合材料界面的粘结能力，能使得复合材

料的力学性能显著提高。

l实验部分

1.1 主要原材料

KH-560、KH-550，上海耀华厂；

硬脂酸，CP(沪试)，国药集团；

氢氧化钾：CP(沪试)，国药集团；

玻璃纤维：无碱，直径0.04mm，上海耀华玻璃厂；

聚丙烯树脂，M2101R，中国石化上海化工股份有限公司。

1.2 新型偶联剂S1的制备

取320g经分子筛干燥过的KH-560于三口烧瓶中，搅拌加入60g的硬脂酸，先抽真空，随后在氮气保护下油浴加热到85℃使之完全溶解，然后加入0.5g 的氢氧化钾，再抽真空，直到温度缓慢升至110℃，然后一直在氮气保护的状

态下恒温反应7h。得到的产物标注为S1。

1.3 玻璃纤维表面处理

由于购买来的商品玻璃纤维表面含有浸润剂，因此需要将玻璃纤维在马弗炉中以400℃的高温灼烧4h，以便去除纤维表面原有的浸润剂。

以无水乙醇为溶剂，按比例配成硅烷偶联剂溶液，并控制溶液的PH值在4-5左右，持续搅拌直至溶液透明；随后，将灼烧后的玻璃纤维放置在配制好的硅烷偶联剂溶液中，不停振荡溶液10-15min左右，再浸泡20-30min，随后取出，将其装于容器中放置干燥烘箱内于120℃下干燥1h左右，直至玻璃纤维

干燥为止，冷却备用。

1.4 PP/玻纤复合材料样条的制备

将不同偶联处理后的玻璃纤维以20%质量比的比例与聚丙烯在双螺杆挤出机中共混造粒，并使用注塑机注塑成玻纤/PP复合材料样条，成型为厚薄均匀

的标准样条(80mm×10mm×4mm)。

1.5 结构表征及分析

傅立叶红外光谱(FTIR)测试采用美国热电(Thermo E-lectron)公司的Nicolet 8700型智能傅立叶红外光谱仪，将测试样品研磨成粉末，KBr压片制

样；

接触角在德国Dataphysics公司的视频接触角测量仪上测定；

差示扫描量热仪：DSC822型，瑞士Mettler-Toledo公司；

扫描电子显微镜观察(SEM)，样品在液氮中冷冻30s左右折断，采用日本JEOL公司的JSM-5600LV型SEM观察断面的微观结构，测试电压为10KV。

1.6 力学性能测试

冲击强度测试：在冲击试验机(REAIL IMPACTOR，意大利CEAST公司)测试样条的冲击性能，测试温度为室温，悬臂梁缺口冲击强度测试样条按照GB/T 1843-1996标准(等效于ISO180；1993)进行机械方法制样、测试。每个数据均

测5次，取平均值。

拉伸性能测试：参考GB/T16421-1996搜料拉伸小试样试验方法，使用万能试验机(WDW-20型，上海龙华测试仪器厂)测定样条的拉伸性能，测试温度为室温，拉伸速率20mm/min，每个数据均测5次，取平均值。

弯曲性能测试：依照GB/T 9341-2000塑料弯曲性能试验方法(等效于ISO178：1993)，采用长春科新试验仪器有限公司的WDW 3020微控电子万能试验机测试样条的弯曲性能。测试在室温下进行，采用L(跨度)＝16×h(厚度)

进行测试，测试速度2mm/min。

2 结果与讨论

2.1 新型偶联剂S1的结构表征

用过量的KH-560与硬脂酸在氢氧化钾催化的条件下采用阴离子开环的方

法进行改性。

在催化剂存在下，碱很快与羧酸形成羧酸根负离子，在此基础上与环氧基反应。一开始，只是羧基对环氧基开环酯化反应，当有过量的环氧基存在时，则只有羧酸类化合物全部反应之后，这时碱性催化剂才能对羟墓与环氧基的醚化反应起作用，使反应更快地进行。两者开环后，能在产物的分子结构中引入了强极性的羟基等，从而使得在改性玻纤的时候，可以在玻纤表面引入不同极性基团，进而能有效提高玻纤/PP的界面结合。

KH-560为无色透明液体，硬脂酸在室温时为白色固体片状，其熔点在69℃

左右，合成得到的S1为无色透明液体，图1是S1的红外谱图。图2是S1和两反应物的红外谱图。根据图1和图2可以看到：S1曲线中3297cm-1处对应-OH

-的伸缩振动峰；1468 cm-1的伸缩振动峰，2967 cm-1和2938 cm-1两处对应-CH

处对应-CH

-的变形振动峰；而在1730 cm-1处有羰基伸缩振动，1190 cm-1和1260

cm-1处是C-O-C，这也表明酯基的存在，过量的KH-560在834 cm-1处对应环氧键的伸缩振动峰，而KH-560酌曲线在1190 cm-1处未出现峰，只在900 cm-1处左右出现了一个C-O-C峰，而硬脂酸在1701 cm-1处出现-COOH的特征峰，因此在产物中出现了-OH基键和酯基的特征峰，说明两者反应，得到了设想的产物S1，S1具有新的羰基，羟基和酯基等活性基团。

图3是不同偶联剂处理后的玻纤与水的接触角比较。本测试用来表征经偶联处理过后的玻纤与水的亲润性。由图3可看出；S1测得的接触角最小，比KH-550减小了10.34%，比KH-560则减小了12.89%，可以看得出经新型偶联剂S1表面处理后的玻纤亲水性最佳，这是因为新型偶联剂S1中产生了能更好粘结的羟基，活性基团增多，使树脂的亲润性变好，与玻纤的粘结性能最佳。这说明说明新型偶联剂S1处理玻璃纤维一方面降低纤维的表面能，改善与树脂之间的润湿性，另一方面原因是因为在玻纤表面形成了新的化学键而提高了界面的粘结强度。因此，经过新型偶联剂处S1理过的玻璃纤维有更好的亲水性，

与理论相符。

2.2 玻纤/PP复合材料注塑样条的力学性能

表1是使用不同偶联剂玻纤/PP复合材料注塑样条的力学性能。从表1中可以看出，玻纤填充PP的力学性能相对纯PP均有不同程度的提高，但经S1处理的玻纤填充PP的力学性能提高的最明显。而且使用新型偶联剂的S1，其复合材料的力学性能明显高于使用KH-550和KH-560的样条，使用S1的样条缺口冲击强度、抗弯强度、拉伸强度分别比使用KH-560的样条提高约33%、36%和16%。这是由于玻纤经S1处理后在玻纤表面上引入的羟基基官能团与PP反应生成了跨越界面的化学键，这说明之前的化学合成确实发生了反应，强度的提高更是很好的地验证了反应时羟基接枝成功，新型偶联剂S1在玻纤表面更易与PP反应，可以使界面粘结强度提高，最终使得PP与玻纤更好地结合在了一起，从而提高了该复合材料的力学性能。

表1 注塑样条的力学性能测试

2.3 玻纤/PP复合材料注塑样条的界面结晶行为

表2列出了经过不同偶联剂处理后的玻纤对玻纤/PP复合材料结晶温度的影响。上述复合材料的结晶温度的变化说明了玻璃纤维对聚丙烯有着较为明显的异相成核作用，而玻璃纤维增强聚丙烯的差示扫描量热曲线均呈单峰，偶联剂的界面改性效果越好，玻璃纤维与偶联剂的粘结强度越大，玻璃纤维对其周围树脂的结晶诱导作用就越大，使得玻璃纤维/PP界面层的结晶温度提高。从表2可以看出，经过偶联剂S1处理过的玻纤填充PP制备得到的复合材料结晶温度最高，说明经过S1改性的玻纤与PP树脂界面结合最紧密。必须指出：复合材料结晶温度的变化与其力学性能的变化具有非常好的一致性，也就是说从微观角度解释了经过S1改性的玻纤与PP树脂之间的界面结构特征对复合材料

力学性能的影响。

2.4 玻纤/PP复合材料注塑样条的微观结构

玻纤/PP复合材料注塑样条的微观结构形态使用SEM进行观察(见图4)。图4(a)和(b)分别为经S1和KH-560改性的玻纤注塑样条的冲击断面低倍(200倍)照片，从照片可见经过KH-560改性的玻纤在注塑样条里分散不均匀，而且玻纤表面比较光滑，这说明偶联剂KH-560并没有起到玻纤与基体间良好的桥梁作用，经S1改性过的试样中玻纤的分散性比较均匀。图4(c)和(d)为S1和KH-560的1000倍SEM照片，照片显示玻纤与PP的结合试样S1中明显比KH-560要紧密得多，从根部的实密性可以看出，显然两者在玻纤上都粘结了一定量的PP，这是界面层化学键合而具有的界面作用的结果，但经KH-550处理后得到的样条中玻纤松动明显，和PP结合得不好。图4(e)和(f)为S1和KH-560的5000倍SEM照片，同样可见：经S1处理的玻纤单丝被树脂紧密包裹，与经KH-560处理过的相比树脂与玻纤的结合性差别明显。

以上结果均表明白行制备的新型偶联剂S1确实有新的接枝基团，可以在玻纤与PP界面之间形成所化学键合，从而使得新型的硅烷偶联剂S1能起到良好的浸润和粘结效果，使得玻纤与PP界面结合的能力有明显的提高。

3 结论

(1)FTIR表明，采用阴离子聚合反应机理以硅烷偶联剂KH-560和硬脂酸为原料在氢氧化钾催化作用下进行的化学合成得到新型的偶联剂，使得在KH-560

上成功接枝上羟基。

(2)接触角和SEM分析表明，与KH-550和KH-560相比，经新型的偶联剂

处理后玻纤与PP基体树脂的浸润性得以明显地改善。

(3)与KH-550和KH-560相比，采用新型偶联剂S1的玻纤/PP复合材料注塑样条，其冲击强度、弯曲强度及抗拉强度等力学性能得到了显著的提高。

(4)采用新型偶联剂Si的玻纤/PP复合材料的结晶温度，相比其他的样品

的结晶温度要高。

常用硅烷偶联剂 (2)

常用硅烷偶联剂——K H550、KH560、KH570、KH792、DL602 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】分子式：NH2(CH2)3Si(OC2H5)3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质:

外观：无色透明液体密度（ρ25℃)：0.946 沸点：217℃ 折光率nD25:1.420 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。本品应严格密封，存放于干燥、阴凉、避光的室内。四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。在树脂砂铸造中，本品增强树脂硅砂的粘合性，提高型砂强度抗湿性。在玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2.KH560

硅烷偶联剂kh

硅烷偶联剂kh570 一、概述：偶联剂kh570是一类具有两不同性质官能团的物质，它们分子中的一部分官能团可与有机分子反应，另一部分官能团可与无机物表面的吸附水反应，形成牢固的粘合。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止不与其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。化学名称：γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷化学结构式:CH3CCH2COO(CH2)3Si(OCH3)3 对应牌号：中科院KH-570、美国联碳公司A-174、美国道康宁公司Z-603、日本信越公司KBM-503 典型特征：偶联剂570为甲基丙烯酰氧基官能团硅烷，外观为无色或微黄透明液体,溶于丙酮、苯、乙醚、四氯化碳，与水反应。沸点为255℃,密度P25'g/m1：1.040,折光率ND:1.429,闪点：88℃，含量为≥97% 二、应用领域： 1、用于玻璃纤维的表面处理，能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显着。目前，

在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。 2、用于无机填料填充塑料。可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中。能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善工艺性能和提高填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。 3、用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂，能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。硅烷偶联剂的应用一般有三种方法：一是作为骨架材料的表面处理剂；二是加入到粘接剂中，三是直接加入到高分子材料中。从充分发挥其效能和降低成本的角度出发，前两种方法较好。三、使用方法 1、表面预处理法：将硅烷偶联剂配成0.5～1%浓度的稀溶液，使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层，干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物，并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。除氨烃基硅烷外，由其它硅烷偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂，并将pH值调至3.5～5.5。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差，不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应，也不宜配成水溶液或水醇溶液使用，而多配成醇

硅烷偶联剂的使用(完整篇)

硅烷偶联剂的使用（完整篇）一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选，并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及 CH2-CHOCH2O－的硅烷偶联剂；环氧树脂多选用含CH2－CHCH2O及H2N－硅烷偶联剂；酚醛树脂多选用含H2N－及H2NCONH－硅烷偶联剂；聚烯烃选用乙烯基硅烷；使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应；改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性；后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。二、使用方法如同前述，硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理，即可将其亲水性表面转变成亲有机表面，既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性，通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是，硅烷偶联剂的使用效果，还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法，即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面；后法是将硅烷偶联剂原液或溶液，直接加入由聚合物及填料配成的混合物中，因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算被处理物（基体）单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖，需先测定基体的Si－OH含量。已知，多数硅质基体的Si－OH含是来4-12个/μ㎡，因而均匀分布时，1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂，由于自身缩合反应，多少要影响计算的准确性。若使用Y3SiX处理基体，则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂，且覆盖耐水解性差，故无实用价值。此外，基体表面的Si-OH数，也随加热条件而变化。例如，常态下Si－OH数为5.3个/μ㎡硅质基体，经在400℃或800℃下加热处理后，则Si－OH值可相应降为2.6个/μ㎡或＜1个/μ㎡。反之，使用湿热盐酸处理基体，则可得到高Si－OH含量；使用碱性洗涤剂处理基体表面，则可形成硅醇阴离子。硅烷偶联剂的可润湿面积（WS），是指1g硅烷偶联剂的溶液所能覆盖基体的面积（㎡/g）。若将其与含硅基体的表面积值（㎡/g）关连，即可计算出单分子层覆盖所需的硅烷偶联剂用量。以处理填料为例，填料表面形成单分子

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍 1. KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-Triethoxysilylpropylamine APTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-Aminpropyltriethoxysilane AMEO】分子式：NH2(CH2)3Si(OC2H5)3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质: 外观：无色透明液体密度（ρ25℃)：0.946 沸点：217℃

折光率nD25: 1.420 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。本品应严格密封，存放于干燥、阴凉、避光的室内。四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。在树脂砂铸造中，本品增强树脂硅砂的粘合性，提高型砂强度抗湿性。在玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2. KH560 一、国外对应牌号：

硅烷偶联剂的使用方法

一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X ，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-丫。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选，并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeC、OOVi 及CH2-CHOCH－2O 的硅烷偶联剂；环氧树脂多选用含CH2- CHCH2及H2N-硅烷偶联剂；酚醛树脂多选用含H2N-及H2NC0NH硅烷偶联剂；聚烯烃选用乙烯基硅烷；使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应；改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕 3 种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中丫与聚合物所含官能团的反应活性；后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。二、使用方法如同前述，硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理，即可将其亲水性表面转变成亲有机表面，既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性，通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是，硅烷偶联剂的使用效果，还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法，即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面；后法是将硅烷偶联剂原液或溶液，直接加入由聚合物及填料配成的混合物中，因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算被处理物（基体）单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖，需先测定基体的Si—OH含量。已知，多数硅质基体的Si —OH含是来4-12 个/卩叭因而均匀分布时，1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂，由于自身缩合反应，多少要影响计算的准确性。若使用丫3SiX处理基体，则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因丫3SiX价昂，且覆盖耐水解性差，故无实用价值。此外，基体表面的Si-OH数，也随加热条件而变化。例如，常态下Si —OH数为5.3个/卩川硅质基体，经在400C或800C 下加热处理后，则Si —OH值可相应降为2.6个/卩卅或V 1个/卩讥反之，使用湿热盐酸处理基体，则可得到高Si —OH含量；使用碱性洗涤剂处理基体表面，则可形成硅醇阴离子。硅烷偶联剂的可润湿面积（WS，是指ig硅烷偶联剂的溶液所能覆

硅烷产品介绍

美国Momentive迈图产品硅烷偶联剂源自美国联合碳化（Union Carbide）公司。美国联合碳化公司经美国奥斯佳（OSi）、威科（Witco）、康普顿（Crompton）重组。在2003年8月正式被美国通用电气（GE）收购，在亚太区列入GE东芝有机硅部门。迈图高新材料集团，由美国阿波罗投资公司于2006年12月完成对GE高新材料集团的收购后正式创立。 SILQUEST?系列硅烷偶联剂乙烯基硅烷 A-171、A-151、A-172NT、A-2171、RC-1 氨基硅烷 A-1100、A-1102、A-1106、A-1110、A-1120、A-1128、A-1130、A-1170/Y-9627、A-1387、A-1637、A-2120、A-2639、Y-9669、A-Link 15 硫基/巯基 A-189、A-1891（橡胶和弹性体）、A-Link 599、A-1289（轮胎）、NXT（轮胎）脲基硅烷 A-1160、A-1524 环氧 A-186、A-187、A-1871、WetLink 78、CoatOSil 1770 异氰酸酯硅烷 A-Link 25、A-Link 35 甲基丙烯酸酯 A-174、CoatOSil 1757 硅烷酯 A-137、A-138、A-162、A-1230、A-1630A、A-Link 597、HDTMS --------------------------------------------------------------------------------------- Silquest? A-171? 硅烷偶联剂Silane coupling agent A-171 化学名称：乙烯基三甲氧基硅烷Vinyltrimethoxysilane

硅烷偶联剂使用说明

硅烷偶联剂使用说明一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选，并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O－的硅烷偶联剂；环氧树脂多选用含CH2－CHCH2O及H2N－硅烷偶联剂；酚醛树脂多选用含H2N－及H2NCONH－硅烷偶联剂；聚烯烃多选用乙烯基硅烷；使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应；改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性；后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。二、使用方法如同前述，硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理，即可将其亲水性表面转变成亲有机表面，既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性，通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是，硅烷偶联剂的使用效果，还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法，即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面；后法是将硅烷偶联剂原液或溶液，直接加入由聚合物及填料配成的混合物中，因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1、硅烷偶联剂用量计算被处理物（基体）单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖，需先测定基体的

硅烷偶联剂的产品分类与用途

硅烷偶联剂介绍

目录 1 硅烷偶联剂 (1) 有机硅烷偶联剂的选择原则 (3) 偶联剂用量 (4) 硅烷偶联剂作用机理 (5) 硅烷偶联剂使用方法 (6) 硅烷偶联剂分类与用途 (7) 硅烷偶联剂A-151 (7) 硅烷偶联剂A-171 (8) 硅烷偶联剂A-172 (9) 硅烷偶联剂KH-540 (9) 硅烷偶联剂KH-550 (10) 硅烷偶联剂KH-551 (10) 硅烷偶联剂KH-560 (11) 硅烷偶联剂KH-570 (12) 硅烷偶联剂KH-580 (13) 硅烷偶联剂KH-602 (13) 硅烷偶联剂KH-791 (14) 硅烷偶联剂KH-792 (15) 硅烷偶联剂KH-901 (16) 硅烷偶联剂KH-902 (16) 硅烷偶联剂nd-22 (17) 硅烷偶联剂ND-42(南大42) (17) 硅烷偶联剂ND-43 (17) 硅烷偶联剂SI-69 (18) 苯基三甲氧基硅烷 (18) 苯基三乙氧基硅烷 (19) 甲基三乙氧基硅烷 (20)

钛酸酯偶联剂 (20) 钛酸酯偶联剂101(钛酸酯TTS) (20) 钛酸酯偶联剂102 (21) 钛酸酯偶联剂105 (21) 有机硅烷偶联剂的选择原则有机硅烷偶联剂的选择一般凭借对有机硅烷偶联剂侧试数据进行经脸总结，准确.地预测有机硅烷偶联剂是非常困难的。使用有机硅烷偶联剂后增大的键强度是一系列复杂因素的综合，如浸润、表面能、边界层的吸附、极性吸附，酸碱相互作用等. 预选有机硅烷偶联剂可遵循以下规津:不饱和聚醋可选用乙烯纂、环氧基及甲基丙烯陈氧基型有机硅烷偶联剂;环氧树脂宜选用环氧基或氨基型有机硅烷偶联剂;酚醛树脂宜选用氨基或服基型有机硅烷偶联剂;烯烃聚合物宜选用乙烯基型右机硅烷偶联剂;硫磺硫化的橡胶宜选用疏基型有机硅烷偶联剂等，一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知，硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验，预选并应在既有经验或规律的基础上进行。例如，在一般情况下，不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOOVi及CH2-CHOCH2O的硅烷偶联剂：环氧树脂多选用含CH2CHCH2O及H2N硅烷偶联剂：酚醛树脂多选用含H2N及H2NCONH硅烷偶联剂：聚烯烃多选用乙烯基硅烷：使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接强度受到一系列因素的影响，诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而，光靠试验预选有时还不够精确，还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本，硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用；对于难黏材料，还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时，主要是通过与聚合物生成化学键、氢键；润湿及表面能效应：改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系：即（1）无机材料对有机材料；（2）无机材料对无机材料；（3）有机材料对有机材料。对于第一种黏接，通常要求将无机材料黏接到聚合物上，故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性：后两种属于同类型材料间的黏接，故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。硅烷偶联剂牌号偶联剂应用领域偶联剂作用 KH-540 KH-550 胶黏剂行业●提高粘接力及粘接寿命 ●在潮湿和干燥的条件下仍具有良好的粘结效果●更佳的耐溶剂性、提高储存寿命 KH-560 KH-570 KH-792 Si-602 Si-563 KH-540 KH-550 涂料行业●有机聚合物和无机表面之间的附着力促进剂●粘合体系的交联剂和固化剂，共聚单体 ●填料和颜料的分散剂 ●在抗刮和抗腐蚀涂料中充当粘结组分及涂层 KH-560 KH-570 KH-792 Si-602 Si-563 A-151

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

常用硅烷偶联剂介绍 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】分子式：NH 2(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质: 外观：无色透明液体密度（ρ25℃)：0.946

沸点：217℃ 折光率nD25:1.420 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。本品应严格密封，存放于干燥、阴凉、避光的室内。四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。在树脂砂铸造中，本品增强树脂硅砂的粘合性，提高型砂强度抗湿性。在玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2.KH560 一、国外对应牌号： A-187（美国联碳公司）。

硅烷偶联剂

硅烷偶联剂一项目建设的目的：为减少单一产品的经营风险，改进有机硅主要产品的结构，考虑发展有机硅下游产品——硅烷偶联剂，降低经营风险，在市场占据有利形势。近几年，由于我国玻纤行业和子午线轮胎生产的快速发展，使得市场对硅烷偶联剂的需求量增长很快。我国的玻璃纤维产业属于朝阳产业，而随着建筑、机械、电子等玻璃纤维增强复合材料等应用领域的发展，使得我国的玻璃纤维产业正在进入新一轮高速发展期。预计“十一五”期间，玻纤生产量的发展速度将接近10%,2010年我国玻璃纤维量有望达到130万吨，对硅烷偶联剂的需求量将达到18000吨左右；加上橡胶行业及其他行业发展的需求，预计2010年国内硅烷偶联剂总需求量将达到25000吨以上。目前国内虽有多家硅烷偶联剂生产企业，但绝大多数企业生产规模小，而且产品档次较低，品种规格较少。因此，有条件的地区或企业建设较大型的多功能硅烷偶联剂生产线，提高我国硅烷偶联剂的生产水平是必要的。二概述 1 基本情况：硅烷偶联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代表氨基、巯基乙烯基、环氧基、氯丙基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，x代表能够水解的基团，如卤素、烷氧基、酰氧基等。硅烷偶联剂是由三氯氢硅（HSiCl3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氨酸催化下加成，再经醇解而得。硅烷偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用，使两种不同性质的材料偶联起来，从而改善生物材料的各种性能。 2 用途：

硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面; (1) 用于玻璃纤维的表面处理。硅烷偶联剂能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，提高玻璃纤维增强复合材料的强度、抗水、抗气候等性能。2004年玻璃纤维使用的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50%以上，其中用得较多的品种有乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。 (2) 用于无机填料的表面处理。硅烷偶联剂在对无机填料及树脂进行偶联时可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中，以改善填料在树脂中的分散性及粘合力，提高工艺性能和填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。 (3) 用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂。硅烷偶联剂能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。 3 硅烷偶联剂的品种：硅烷偶联剂品种很多（常用硅烷偶联剂品种见下表），其中产量最大的是双-[3-（三乙氧基）硅丙基]四硫化物（Si-69或KH-846),它是由三氯氢硅、氯丙烯为原料催化合成γ-氯丙基三氯硅烷（它是生产多种硅烷偶联剂的中间产品），然后进行醇解得到γ-氯丙基三乙氧基硅烷，再与硫化物在一定条件下反应而制得。它是橡胶料行业中得到成功使用的多功能硅烷偶联剂，广泛应用在子线午轮胎及其它橡胶制品中。目前常用的硅烷偶联剂品种

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】分子式：NH 2(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质: 外观：无色透明液体密度（ρ25℃)：0.946

硅烷偶联剂反应机理

硅烷偶联剂在复合材料中作用原理硅烷偶联剂的作用机理比较复杂，人们对其进行了相当多的研究，提出了各种理论，但至今无完整统一的认识，主要有以下三种理论[]1.化学键理论。该理论认为：硅烷偶联剂的结构通式为YRSiX 3 ，R：烷基；Y：与聚合物反应的有机活性基团；X为与无机填料形成牢固化学键的亲水性基团。这两种性质差别很大的材料以化学键“偶联”起来，获得良好的粘结。这也是这类化合物被称为偶联剂的原因。2.浸润效应和表面能效应，在橡胶的制造中，基料与被粘物的良好浸润非常重要。如果能获得得完全的浸润，那么基料对高能表面物理吸附的粘结强度将远高于有机基料内聚强度，用硅烷偶联剂处理无机填料表面，会提高其表面张力，从而促使有机基料在无机物表面，会提高其表面张力，从而促使有机基料在无机物表面的浸润与展开。3.形态理论。无机填料上的硅烷偶联剂会以某种方式改变邻近有机聚合物的形态，从而改进粘结效果。可变形层理论认为，可产生一个挠性树脂层以缓和界面应力；而约束层理论则认为，硅烷可将聚合物结构“紧束”在相间区域中。根据Arkles提出的反应机理,硅烷偶联剂首先通过各种水分等发生水解,继而脱水缩合成为多聚体,再与无机表面的氢氧基发生水合,通过加热干燥,无机物表面发生脱水反应,最终被硅烷偶联剂覆盖。与此同时，偶联剂的有机活性基团与聚合物进行反应，制得复合材料。对于含氢氧基较多的无机填料，偶联剂的效果比较好。 Si69化学式为(C 2H 5 O) 3 -Si-(CH 2 ) 3 -S 4 -(CH 2 ) 3 -Si-(C 2 H 5 O) 3 ，其官能团是R－S 4 －R’，这种官能团在力的作用或高温下能够发生如下反应： R－S4－R’→R－S x＋S(4-x)－R’ (1≤x≤4) 这两种自由基能够将填料与橡胶分子连接起来，产生偶联作用，同时还可能在反应过程种释放出硫自由基，与橡胶分子发生交联反应，从而提高了胶料的交联密度，表现出较高的定伸应力和硬度。 Si69可能与填料及橡胶之间发生的反应 1.Si69先发生水解反应： (C2H5O)3-Si-(CH2)3-S4-(CH2)3-Si-(C2H5O) →→→ H2O

常用硅烷偶联剂

常用硅烷偶联剂 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

常用硅烷偶联剂——KH550、KH560、KH570、KH792、DL602 1.KH550 KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-TriethoxysilylpropylamineAPTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-AminpropyltriethoxysilaneAMEO】分子式：NH 2(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质: 外观：无色透明液体

密度（ρ25℃)：0.946 沸点：217℃ 折光率nD25:1.420 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。本品应严格密封，存放于干燥、阴凉、避光的室内。四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚碳酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。在树脂砂铸造中，本品增强树脂硅砂的粘合性，提高型砂强度抗湿性。在玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。 2.KH560 一、国外对应牌号： A-187（美国联碳公司）。 KBM-403（日本信越化学工业株式会社）二、化学名称及分子式化学名称：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷

硅烷偶联剂si-69的介绍

硅烷偶联剂KH-845-4 简介KH-845-4是一种双官能团多硫有机硅烷, 主要是用于橡胶工业, 化学名称为[双(三乙氧基硅基丙基)四硫化物]。本品中的硅醇基团作用于填料(白炭黑、硅酸盐、粘土等)表面，能够改善填料的补强能力，同时也是硫化体系中改善交联性能的重要部分。物理性质外观：浅黄色液体分子量：539比重(25/25℃)：1.08闪点(℃))：>=100 用量每100份填料建议用量:白炭黑-----------3~13 份粘土和云母---------0.5~1.0 份单用于橡胶制品中, 它有以下作用：a 作为非黑色填料的偶联剂.b 保持硫化平衡以增加抗硫化返原性.c 作为硫化剂使其获得良好热老化性能. 偶联剂- 在粘土填料中加入少量的KH-845-4（0.5~1.0 phr），或在白炭黑颜料中加入少量的KH-845-4（1.0~4.0 phr），KH-845-4能够将非炭黑颜料和人造橡胶很好地联结起来，并能够增加模数和改善耐磨性。平衡硫化- KH-845-4分子结构中共有4个硫原子。在硫化温度下，KH-845-4和硫磺参与了多硫交联的反应过程。在硫化过程中KH-845-4中的四硫烷基团的交联速度和硫磺硫化中硫返原速度大体相同，所以能够抗硫化返原，并形成适当的抗硫化返原胶料。这称为平衡硫化。其中动态弯曲性能（如：发热性、裂纹延伸性等）都得到了明显改善。硫化剂- 用KH-845-4和一种秋兰姆促进剂替代NR, SBR, NBR混合物中所有的硫磺，所制成的产品除有很好的偶联效果外还有优良的热老化性能。KH-845-4 是一种在橡胶制品中有交联和活性催化作用的硅烷偶联剂.KH-845-4的作用理论基础是分子中的硅烷基团和非黑色颜料中的白炭黑、硅酸盐结构体偶合。这称为缩水反应。分子中的四个硫原子可以起到硫化/促进活性的作用，在硫化装置中增强或改变老化的类型。主要用途鞋类- 提高耐磨性- 提高耐切性和耐压性- 改善弯曲性滚筒- 提高耐磨性- 提高抗老化性能- 改善工艺加工性能- 提高承载力- 降低吸水性- 降低滞后性机械铸造产品- 增强模数- 增强热老化性能- 改善动力性能- 降低对极性溶剂的膨胀性- 填料的替代(以非黑色填料替代炭黑)胶管- 改善外表的耐磨性- 增强热老化性能- 增强模数- 增强增强剂之间的粘接性轮胎- 提高耐磨性- 降低滞后性- 增强模数- 改善工艺加工性能- 最大限度的提高粘接性能- 改善胎面耐磨性和热裂性- 改善胎体和填料的粘接性能- 改善轮胎缓冲层的粘接性能胶带扁型带- 提高耐磨性- 改善抗硫化返原性- 降低粘土替代炭黑的成本- 改善轮胎帘布的粘接性能- 增加抗挠寿命和模数V 型带- 增强模数- 提高耐磨性- 增加抗挠寿命- 改善加固物质的粘接性能硅烷偶联剂RSi-B对应于德固萨公司的X50S主要组分KH-845-4和炭黑N330的混合物(质量比1:1).硅烷偶联剂RSi-S对应于德固萨公司的X50主要组分KH-845-4和白炭黑的混合物(质量比1:1).

偶联剂作用机理与特点

偶联剂作用机理与特点了解钛酸酯结构和性能的关系，可以帮助你正确选用各类品种。四价元素是最好的分子建筑者，例如四价钛碳---构成了生命的基础。同样钛化学表明，四价钛可以使化学家们合成出各种分子类型的钛酸酯作为偶联剂，它们除了能为不同的填充剂和聚合物体系提供良好的偶联作用外，还显示其它各种功能。钛酸酯偶联剂的分子可以划分为六个功能区，它们在偶联机制中分别发挥各自的作用。六个功能区如下图所示：功能区①（RO)m -起无机物与钛偶联。钛酸酯偶联剂通过它的烷氧基直接和填料或颜料表面所吸附的微量羧基或羟基进行化学作用而偶联。由于功能区①基团的差异开发了不同类型偶联剂，每种类型对填料表面的含水量有选择性，各类型特点： 1、单烷氧基型；单烷氧基钛酸酯在无机粉末和基体树脂的界面上产生化学结合，它所具有的极其独特的性能是在无机粉末的表面形成单分子膜，而在界面上不存在多分子膜。因为依然具有钛酸酯的化学结构，所以在过剩的偶联剂存在下，使表面能变化，粘度大幅度降低，在基体树脂相由于偶联剂的三官能基和酯基转移反应，可使钛酸酯分子偶联，这就便于钛酸酯分子的变型和填充聚合物体系的选用。该类偶联剂（除焦磷酸型外）特别适合于不含游离水，只含化学键合水或物理键合水的干燥填充剂体系，如碳酸钙、水合氧化铝等。 2、单烷氧基焦磷酸酯型：该类钛酸酯适合于含湿量较高的填充剂体系，如陶土、滑石粉等，在这些体系中，除单烷氧基与填充剂表面的羟基反应形成偶联外，焦磷酸酯基还可以

分解形成磷酸酯基，结合一部份水。 3、配位型：可以避免四价钛酸酯在某些体系中的副反应。如在聚酯中的酯交换反应，在环氧树脂中与羟基的反应，在聚氨酯中与聚醇或异氰酸酯的反应等。该类偶联剂在许多填充剂体系中都适用，有良好的偶联效果，其偶联机理和单烷氧基型类似。 4、螫合型：该类偶联剂适用于高湿填充剂和含水聚合物体系，如湿法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、水处理玻璃纤维、灯黑等，在高湿体系中，一般的单烷氧基型钛酸酯由于水解稳定性较差，偶联效果不高，而该型具有极好的水解稳定性，在此状态下，显示良好的偶联效果。功能区② -（--O……）--具有酯基转移和交联功能。该区可与带羧基的聚合物发生酯交换反应，或与环氧树脂中的羧基进行酯化反应，使填充剂、钛酸酯和聚合物三者交联。酯交换反应性受以下几个因素支配： 1、钛酸酯分子与无机物偶联部份的化学结构； 2、功能区③上的OX基团的化学结构； 3、有机聚合物的化学结构； 4、其它助剂如酯类增塑剂的化学性质。钛酸酯在聚烯烃之类的热塑性聚合物中不发生酯交换反应，但在聚酯，环氧树脂中或者在加有酯类增塑剂的软质聚氯乙烯塑料中，酯交换反应却有很大影响。酯交换反应的活性太高会造成不良后果，例如象KR-9S那样的钛酸酯，当加入到聚合物中后，能迅速发生酯交换反应，初期粘度急剧升高，使填充量大大下降，而象KR-12那样的钛酸酯、酯交换反应的活性低，没有初期粘度效应，但酯交换反应可随着时间逐渐进行，这样不但初期的分散性良好，而且填充量可大为增加。在涂料中可利用钛酸酯偶联剂的酯交换机制来交联固化饱和聚酯和醇酸树脂，从而可得到一种不泛黄的材料（因为不含不饱和结构），由于酯交换作用可以表现触变性，因此有较高酯交换活力的KR-9S具有触变性效果，TTS 也有一定程度的酯交换能力。功能区③ OX--连接钛中心的基团。

常用硅烷偶联剂介绍备课讲稿

常用硅烷偶联剂介绍

常用硅烷偶联剂介绍 1. KH550 KH550硅烷偶联剂 CAS号：919-30-2 一、国外对应牌号 A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBM-903（日本信越）。本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺【3-Triethoxysilylpropylamine APTES】， γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷【3-Aminpropyltriethoxysilane AMEO】分子式：NH2(CH2)3Si(OC2H5)3 分子量：221.37 分子结构：三、物理性质: 外观：无色透明液体密度（ρ25℃)：0.946 沸点：217℃

偶联剂的种类、特点及应用

偶联剂是一种重要地、应用领域日渐广泛地处理剂,主要用作高分子复合材料地助剂.偶联剂分子结构地最大特点是分子中含有化学性质不同地两个基团,一个是亲无机物地基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物地基团,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地界面作用,从而大大提高复合材料地性能,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、胶鞋等产品地耐磨性和耐老化性能,并且能减小用量,从而降低成本.偶联剂地种类繁多,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、酯地偶联剂等,目前应用范围最广地是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂. 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早地偶联剂.由于其独特地性能及新产品地不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业地重要分支.它是近年来发展较快地一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构地产品就有百余种.年前后由美国联碳()和道康宁( )等公司开发和公布了一系列具有典型结构地硅烷偶联剂年又由公司首次提出了含氨基地硅烷偶联剂;从年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂世纪年代初期出现地含过氧基硅烷偶联剂和年代末期出现地具有重氮和叠氮结构地硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂地品种.近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料地发展,促进了各种偶联剂地研究与开发.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地合成与应用就是这一时期地主要成果.我国于世纪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. 结构和作用机理硅烷偶联剂地通式为(),式中为非水解地、可与高分子聚合物结合地有机官能团.根据高分子聚合物地不同性质应与聚合物分子有较强地亲和力或反应能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等.为可水解基团,遇水溶液、空气中地水分或无机物表面吸附地水分均可引起分解,与无机物表面有较好地反应性.典型地基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等;最常用地则是甲氧基和乙氧基,它们在偶联反应中分别生成甲醇和乙醇副产物.由于氯硅烷在偶联反应中生成有腐蚀性地副产物氯化氢,因此要酌情使用. 近年来,相对分子质量较大和具有特种官能团地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.等利用硅烷偶联剂对碳纤维表面进行处理,偶联剂中地甲基硅烷氧端基水解生成地硅羟基与碳纤维表面地羟基官能团进行键合,结果复合材料地拉伸强度和模量提高,空气孔隙率下降.早在年美国大学地等在一份报告中指出,在对烷基氯硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面地研究中发现,用含有能与树脂反应地硅烷基团处理玻璃纤维制成聚酯玻璃钢,其强度可提高倍以上.他们认为,用烷基氯硅烷水解产物处理玻璃纤维表面,能与树脂产生化学键.这是人们第一次从分子地角度解释表面处理剂在界面中地状态. 硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团,因此既能与无机物中地羟基反应,又能与有机物中地长分子链相互作用起到偶联地功效,其作用机理大致分以下步:()基水解为羟基;()羟基与无机物表面存在地羟基生成氢键或脱水成醚键;()基与有机物相结合.