新型硅烷偶联剂研究进展

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1、1•前言12.硅烷试剂的结构和偶联机理22」硅烷试剂的结构22.2硅烷试剂的偶联机理32.2.1化学键理论3222表面浸润理论33.新型硅烷偶联剂的介绍43」有机硅过氧化物偶联剂43.2坏氧基类硅烷偶联剂43.3长链烷基硅烷偶联剂53.4改性氨基硅烷偶联剂63.5其他的一些新型硅烷偶联剂64.展望7新型硅烷偶联剂研究进展摘要：硅烷偶联剂是应用最广的一类偶联剂。本文通过对硅烷偶联剂的结构、性能、作用机理及使用方法等得详细论述，并对国内外的现阶段的新近开发的硅烷偶联剂产品进行了简单介绍。关键词：硅烷偶联剂、结构、偶联机理、研究进展偶联剂是一

2、种在无机材料和高分了材料的复合体系中，能通过物理和/或化学作用把二者结合，亦或能通过物理和/或化学反应，使二者的亲和性得到改善,从而提高复合材料综合性能的一种物质。偶联剂按其化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、错酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂(铝・鉛酸酯、铝钛复合偶联剂)、稀土偶联剂、含磷偶联剂含硼偶联剂等目前应用范围最广的是硅烷偶联和钛酸酯偶联剂⑴⑵。硅烷偶联剂是一种具有特姝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。因此，通过

3、硅烷偶联剂可使两种性能差异很大的材料界面偶联起来，以提高复合材料的性能和增加粘接强度，从而获得性能优界、可靠的新型复合材料⑶。硅烷偶联剂在有机硅工业中的地位日趋重要,已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、复合材料工业及相关技术领域中不可缺少的配套化学助剂。硅烷偶联剂的应用十分广泛，主要有以下几个方面：(1)用作表而处理剂，以改善室温固化硅橡胶与金屈的粘合性能；(2)用于无机材料填充塑料时，可以改善其分散性和粘合性；(3)用作增粘剂,在水电站工程中提高水泥与环氧树脂的粘合性；(1)用作密封剂，具有耐水!耐高温!耐候等性能,用于氯橡胶与金属

4、的粘合密封；（5）用作单主份硅橡胶的交联剂；（6）用作难粘材料聚烯坯（如PE,PP）和特种橡胶（如硅橡胶、EPR、CR、氯橡胶）的粘合促进剂。当前硅烷偶联剂的三大应用领域,一是作非交联聚合物体系的交联固化剂，使其实现常温常压同化:二是材料表而改性剂,赋予防静电、防腐、防臭、抗凝血及生理惰性等性能；三是异种基休间的弹性桥联剂,即改善两种不同化学性能材料之间的砧接性，达到提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的口的。2•硅烷试剂的结构和偶联机理2.1硅烷试剂的结构硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分了有机硅化合物，其通式为RSiX3,

5、式屮R代表氨基、疏基、乙烯基、环氧基、孰基及甲基丙乙烯酰氧基等基团，这些基因和不同的基休树脂均具有较强的反应能力,X代表能够水解的基I才I,如卤素、烷氧基、酰氧基等。因此，硅烷偶联剂既能与无机物屮的轻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來，从而改善生物材料的各种性能⑷。表1列出了常见硅烷偶联剂的品种及其结构式。表I常用硅烷偶联剂商品名称化学名称结构式A-143y-氯丙臺三甲氧墓硅烷CI(CH2)3Si(OCIh)3A-151乙烯臺三乙氣基硅烷Cll2=CHSi(OC2ll5)3A-171乙烯坯三甲氣坯硅烷C

6、H：=CHSi(OCH3)3CH3A-174*甲基丙烯酰氣基）丙基三甲氣墓硅烷1CH2=^：—COO(CHz)3Si(OCH3)3A-186你3.4环氣环己基）乙基三甲软基硅烷0=ArCH2CH2Si(OCH3)3CH：CMCH:0

7、H2CONH(CH2)?Si(OC2H5)3表2硅烷偶联剂选择指南有机聚合物硅烷偶联剂聚乙烯A-151A-17!A-172A-174A-186A-187聚丙烯AM100A-1120A-1160A-151A-172A-174聚氯乙烯A-1100A-1120A-1160A-186A-187A-189聚苯乙烯A-186A-187A-143A-ll(X)A-1120A-174聚氨厢A-174A-189A-1100A-112()A-116()聚碳战酯A-1100A-1120A-116()A-186A-187聚所A-151A-171A-172A-1

8、74A-186A-187环氧材脂A-186A-187A」I"A-II20AJ160A」的A-143酚醛树脂A-H00A-1120A-N60A-186A-187咲哺树脂A-1100A-1120A-116()三