偶聯(lián)劑又名黏結(jié)促進(jìn)劑,是一類在分子中既有能與無機(jī)材料起物理或化學(xué)作用的基團(tuán),又有能與聚合物起物理或化學(xué)作用的基團(tuán)的化合物。例如,在一般情況下,不飽和聚酯多選用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O-的***偶聯(lián)劑。由于它同時(shí)能與無機(jī)物及聚合物起作用,故可以在無機(jī)材料與高分子合成材料的界面上搭起“分子橋”,使它們緊密地結(jié)合,達(dá)到增強(qiáng)的目的,所以稱為偶聯(lián)劑。
在塑料加工中,偶聯(lián)劑主要用來改善粉末填料或增加纖維 (特別是玻璃纖維) 與塑料的結(jié)合,提高塑料制品的強(qiáng)度及使用壽命,并改善其加工性能與物理性能。此外,它還是復(fù)合推進(jìn)劑 (可以看作是一種含大量非補(bǔ)強(qiáng)填料的復(fù)合材料) 的一個(gè)重要的組成部分。
目前,市場(chǎng)上提供的偶聯(lián)劑主要有***、鋁酸酯、鈦酸酯等品種。***偶聯(lián)劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑可以并用,并常有相乘效果,***-鈦酸酯復(fù)配型偶聯(lián)劑是今后發(fā)展的新的產(chǎn)品。這種應(yīng)用的典型特點(diǎn)就是增強(qiáng),如混入塑料和橡膠的玻璃纖維和礦物填充物。由于***偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑大多數(shù)產(chǎn)品為液體狀,這給在高混機(jī)中加入帶來麻煩,這些產(chǎn)品的顏色也會(huì)影響填充改性母料,所以,鋁酸酯偶聯(lián)劑和固體蠟狀呈淺白色的新型復(fù)合偶聯(lián)劑,由于固體蠟狀材料易計(jì)量添加,使用方便,色澤淺白,已受到碳酸鈣等無機(jī)粉體改性材料生產(chǎn)廠家的青睞。
***偶聯(lián)劑應(yīng)用研究
***偶聯(lián)劑在新材料中的應(yīng)用研究
***偶聯(lián)劑的應(yīng)用面極廣,可以處理有機(jī)材料,也可以處理無機(jī)材料,通過***偶聯(lián)劑的處理后材料的某些性能會(huì)得到顯著提高。以下介紹幾種***偶聯(lián)劑的在新材料中的具體應(yīng)用研究。
在光材料中的應(yīng)用
西安交大***研究了***偶聯(lián)劑對(duì)太陽電池鋁漿性能的影響及分析,當(dāng)***偶聯(lián)劑為2.5%時(shí),有機(jī)載體的表面張力可從約30 mN/m 降低至25.69 mN/m,提高了鋁1粉顆粒之間以及鋁膜與硅片之間的黏附作用,從而減少劃痕和灰化,進(jìn)而可使鋁電極的接觸電阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。另外還有其他方面的用途比如:①使固定化酶附著到玻璃基材表面②油井鉆探中防砂③使磚石表面具有憎水性。
有學(xué)者將目光對(duì)準(zhǔn)了玻璃的發(fā)光性能,這種玻璃是***偶聯(lián)劑改性的芪3 摻雜鉛-錫-氟磷酸鹽的玻璃。將含有芪3的改性SnF2粉末摻入低熔點(diǎn)鉛錫氟磷酸鹽玻璃,獲得了芪3摻雜的有機(jī)/無機(jī)雜化玻璃,這種玻璃有更好的投射性和均勻性。
在納米級(jí)材料及復(fù)合材料中的應(yīng)用
復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能,越來越受到大家的青睞,但是復(fù)合材料的固有缺點(diǎn)不能消除,通過利用***偶聯(lián)劑的加入可以制備性能更佳的復(fù)合材料。納米材料中加入偶聯(lián)劑后就像增強(qiáng)體一樣,可以顯著提高材料性能。
用硅酸鈉制備納米SiO2乳液,用氯化銨控制粒徑大小,然后與天然膠乳共混共沉制備出SiO2/NR復(fù)合材料。經(jīng)過***偶聯(lián)劑處理的納米SiO2 在復(fù)合材料中分散均勻,力學(xué)性能較好。橡膠用***偶聯(lián)劑種類及使用技術(shù)橡膠用***偶聯(lián)劑的常見分子式為RSiX,其中R為不能水解的反應(yīng)性有機(jī)官能基,如環(huán)氧基、乙烯基酸酯基等。除了無機(jī)復(fù)合材料,在納米氧化鋅制備中也加入了***偶聯(lián)劑,采用的***偶聯(lián)劑有KH550、KH 560、KH 570對(duì)納米ZnO進(jìn)行了改性,研究表明***偶聯(lián)劑KH570改性效果較好,改性后納米ZnO 粉體表面包覆了KH 570,晶型沒有發(fā)生明顯改變但分散性變好。
除了制備納米級(jí)的材料的研究,在復(fù)合材料中也有應(yīng)用,如偶聯(lián)劑在復(fù)合水泥砂漿中應(yīng)用研究,研究結(jié)果表明,0.5%-1%***偶聯(lián)劑的水溶液能較大幅度地提高多種復(fù)合水泥砂漿的抗折強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度,且能提高普通水泥砂漿和聚合物改性水泥砂漿的稠度,但會(huì)使其分層度略有增大。無機(jī)填料上的***偶聯(lián)劑會(huì)以某種方式改變鄰近有機(jī)聚合物的形態(tài),從而改進(jìn)粘結(jié)效果,可變形層理論認(rèn)為,可以產(chǎn)生一個(gè)撓性樹脂層以緩和界面應(yīng)力。又如采用***偶聯(lián)劑KH-550對(duì)廢環(huán)氧模塑料粉(廢EMC粉)進(jìn)行表面改性并制備了相應(yīng)的改性廢EMC粉/PVC復(fù)合材料,提高了拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,而且也大大改善了廢EMC 粉和PVC之間的相容性,提高了界面結(jié)合強(qiáng)度。
***偶聯(lián)劑A-151
***偶聯(lián)劑A-151應(yīng)用領(lǐng)域
1、填料處理
作為偶聯(lián)劑,用于提高玻璃纖維、無機(jī)填料和對(duì)乙烯基有反應(yīng)的樹脂之間的親合力,增強(qiáng)聚脂樹脂。
2、工程塑料
***偶聯(lián)劑A-151適用于各種復(fù)雜形狀,所有密度的聚乙烯和共聚物,適用于較大的加工工藝寬容度、填充的復(fù)合材料等,具有較高的使用溫度,優(yōu)異的抗壓力裂解性、記憶性、耐磨性和抗沖擊性。
3、樹脂重整
A-151兼有偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑的作用,適用的聚合物類型有聚乙烯、聚、不飽和聚酯等,還可用于提高玻璃纖維、無機(jī)填料和對(duì)乙烯基反應(yīng)的樹脂之間的親合力。常用于***交聯(lián)聚乙烯電纜和管材。
4、密封劑
***偶聯(lián)劑A-151用于制備電子元器件塑封材料的密封劑。在聚丁二烯塑封材料中,采用本品處理填充劑石英粉,以改善聚丁二烯樹脂與石英粉的表面三向結(jié)合,增強(qiáng)塑料致密性,從而提高塑封材料的防潮能力。
5、防潮處理
***偶聯(lián)劑A-151用作電子元件的表面防潮處理,可用在園片型微調(diào)瓷介質(zhì)電容器反高壓復(fù)合介質(zhì)電容器的表面防潮處理,提高產(chǎn)品的防潮性能和表面光潔度,提高產(chǎn)品合格率。
***偶聯(lián)劑在納米級(jí)材料及復(fù)合材料中的應(yīng)用
用硅酸鈉制備納米SiO2乳液與天然膠乳制備出SiO2/NR復(fù)合材料在經(jīng)過***偶聯(lián)劑處理的納米SiO2 在復(fù)合材料中分散均勻,力學(xué)性能較好。表面活性劑通過分子中親水基團(tuán)定向吸附在無機(jī)顏、填料表面形成單分子層,鈦1酸異丙酯這是一種物理吸附現(xiàn)象,從而提高顏填料在基料中的分散性和潤(rùn)濕性,因此僅是物理吸附,所以表面活性劑有遷移現(xiàn)象影響光澤,外觀和附著力。除了無機(jī)復(fù)合材料,在納米氧化鋅制備中也加入了***偶聯(lián)劑,采用的***偶聯(lián)劑有KH550、KH 560、KH 570對(duì)納米ZnO進(jìn)行了改性,研究表明***偶聯(lián)劑KH570改性效果較好,改性后納米ZnO 粉體表面包覆了KH 570,晶型沒有發(fā)生明顯改變但分散性變好。