有机硅偶联剂

硅烷偶联剂普遍用于橡胶、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明显的影响，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较古老却又是迄今为止被认为是比较成功的一种理论。能提高湿态下的粘合力、耐候性，改善颜料分散性，提高耐磨性和树脂的交联。有机硅偶联剂

有机硅偶联剂涉及硅烷偶联剂、大分子硅偶联剂及硅烷偶联剂衍生物等，它们是有机硅化学中极具特色的一类化合物或聚合物，其化学结构中既含有能与有机聚合物反应的碳官能团 (硅通过亚烃基与其键合的有机官能团)，又具有易水解、缩聚的性质，还能与无机物料表面化学键合的硅官能团 (直接连接硅上的易水解、缩合的基团)。因此，有机-无机物料通过它可以化学键合偶联于一体。运用于有机聚合物基复合材料制备，开发出多种多样加工性能良好、力学性能优良、在不同环境下使用性能稳定的树脂基复合材料、橡胶制品、涂料、胶黏剂和密封剂等；还用于金属表面作为硅烷化保护膜及非金属材料的保护。有机硅偶联剂偶联剂其中一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强材料作用。

在漆基与底材之间的交界层内，硅烷偶联剂KH-792与漆基相互作用，形成硅烷与漆基相渗透的网状结构，增强了其内聚力和耐水侵蚀的稳定性，并使应力藉以由高模量的底材向低模量的漆基转移，从而明显提高对底材的附着力。硅烷偶联剂KH-792处理颜料或填料，使其易被基料润湿，颜料或填料在基料中分散稳定，防止沉淀和结块。填料表面经硅烷偶联剂KH-792改性后，使涂料的粘度大幅度降低，即使增大颜料和填料的添加量也不会影响涂料的流动性，起到增加涂料产量、降低生产成本的作用。随着高性能和高功能化涂料的迅速发展，有机硅在功能性涂料中的应用正在逐渐增多，对偶联剂的性能及其应用技术也就提出了新的更高的要求，从而要求研制新的、有独特性能的硅烷，以取得优异的应用效果，并且从单一使用向同时多种复合使用的方向发展。

木塑复合物的迅速发展也给偶联剂提供了一个更加广阔的空间。为了改善材料的性能，单一助剂往往不能满足需要，要使用到多种助剂。但多种助剂并用时，各种助剂往往并不能象单独使用时那样发挥各自的作用或产生正的协同效应，甚至会产生负的协同作用，导致某些助剂无效乃至产生不良作用，使材料性能劣化。如果一种偶联剂，同时具有多种功能，可有效避免多种助剂并用时产生的不良作用，使材料在多方面同时具有优良的性能。开发同时具有多种功能的偶联剂，已成为目前偶联剂研究工作的一个重要发展趋势。偶联剂按化学结构一般可分为：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂及其他类偶联剂。

钛酸酯偶联剂：主要用来处理含钙、钡等无机填料。可分为单烷氧基脂肪酸类、单烷氧焦磷酸酯类、螯合类、配位类等。配位型偶联剂含有四个烷氧基和两个长链结构单元，当它与加有碳酸钙的树脂作用时，其机理如下：烷氧基可与碳酸钙表面的水分子形成化学键，放出异丙醇，在碳酸钙表面覆盖了一层偶联剂的单分子膜，改善了填料表面的性能，增加和树脂的相容性；而两个长链结构单元则与大分子发生缠绕，起到桥梁作用，从而把碳酸钙与树脂联接起来。钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂有协同效果，但在无机填料表面会争夺氢氧根离子，因此要控制各自的用量。能够改善玻纤的集束性、保护性和加工工艺。氟硅烷偶联剂如何挑选

在树脂基体与增强材料的界面上，促进或建立较强结合的物质。有机硅偶联剂

由于偶联剂可以较好地连接无机填料和有机基料树脂，它在无机和有机界面之间形成了活性有机单分子层，一端与无机物表面发生结合，一端则与有机物发生化学作用或物理缠结，从而构成有机结合的整体。所以使用偶联剂可以促进导电填料分散均匀，改善浆料的流平性和润湿性。导电聚合物中偶联剂的含量应该有一个较佳值。偶联剂含量在4.0%左右时，导电聚合物的体积电阻率较小。偶联剂含量<4%时，偶联剂对导电填料的包覆不完全，使银粉在树脂中分散不均匀，导致涂膜的体积电阻率较大；含量>4%时，银微粒分散均匀，但偶联剂在银微粒表面包覆层增厚，导电微粒间距离较大，超过了电子发射和隧道效应的临界值，从而使体积电阻率变大；当偶联剂含量在4%左右时，不但银粉微粒分散均匀，而且偶联剂包覆厚度适当，此时涂膜的体积电阻率较小。有机硅偶联剂

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