硅烷偶联剂化学及其应用-天和水性树脂蔡卓音
一、硅烷偶联剂化学
1.1硅烷的结构：
Y-R- Si Men X3-n
◎Y (有机基团）
1、环氧epoxide；2、甲基丙稀酰氧基methacrylate；3、巯基mercaptan (SH)；4、氨基amine；5、烷基alkyl；6、异氰酸酯基isocyanate；7、乙烯基vinyl。注：X为可水解基团四季美农贸城，可与含羟基无机材料反应烧包谷的故事。
X 基团越大，水解越慢，主链上的Me基团进一步减慢了水解反应。
◎X (可水解基团）
Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-
注：Y为有机官能团，可与高分子发生化学反应或形成氢键等，从而与高分子形成牢固的结合。
1.2常用硅烷
1.3硅烷的偶联和交联作用
有机(聚合物)分子之间形成化学键
每个已接枝的硅烷基团(-Si[OR]3)含有三个可交联点.
交联需要湿气并放出醇.
交联提高耐化学性和耐UV性.
如用于：交联聚乙烯电缆，管材；水性涂料的耐水性，耐化学品，耐擦洗望月加奈 。
1.4硅烷的偶联作用
1、在有机-无机界面形成化学键接；
2、防止湿气沿着界面渗透；
3、防止界面破坏；
4、将强度由填料传递到树脂；
5、提高填料的分散性或降低材料的粘度鞣尸。
1.5硅烷的水解反应
所有硅烷都对湿气敏感。
通常 X= 甲氧基、乙氧基、异丙氧基等。X = Cl 迅速水解，但很少用因水解的产物 (HCl) 有腐蚀性。
影响硅烷水解和缩聚反应的因素
1、硅烷在水中的浓度
2、硅烷水溶液的pH值
3、催化剂
4、硅烷的水溶解性
5、空间位阻和极性因素
A-187 和其三醇的水解和缩聚反应速度
1.6硅烷的水解反应原理
1、特种的酸和一般的碱可催化水解反应；
2、水解反应在pH 7时最慢；
3、在pH小于4或大于7时，可促进低聚物的形成；
4、Y吸电子基团可加速水解反应如氨基硅烷；
5、与水不混溶的硅烷水基慢如；
6、硅链上的大基团会减慢水解反应；
7、醇类溶剂减慢水解反应；
8、硅烷三醇不稳定, 容易进一步缩聚。
1.7硅烷水解的催化剂
任何酸或碱可催化水解反应：
1、天然酸, 如盐酸, 硫酸和磷酸；
2、氢氧化物和醇盐, 如苛性苏打；
3、锡IV和锡II复合物, 如二月桂酸二丁锡；
4、钛酸酯纪欣伶 , 如四-异丙氧基钛酸酯；
5、锆盐明末枭雄, 如乙氧锆；
6、磷复合物, 如磷酸盐和亚磷酸盐的水解产物；
7、胺, 如三丁基胺和咪唑啉。
1.8硅烷有机基团的主要化学反应
①烯基硅烷偶联剂
CH2＝CH－SiX3
CH2＝CH－(CH2)n－SiX3
a.聚合与共聚反应
b.加成反应
②含氨基的硅烷偶联剂
H2N－C3H6Si(OR)3
a.加成反应
b.与羧酸衍生物
③含环氧的硅烷偶联剂
a.与氨基加成反应
b.环氧基团与羧基反应
c.与羟基在强碱或双金属催化加成反应
④含巯基的硅烷偶联剂
a.与含不饱和基团的有机物加成反应
第二章、硅烷应用
2.1硅烷偶联剂的功能
1、是可用作基体间的弹性桥联剂，即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性，高志溶达到提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的；
2、是可用作材料表面改性剂紫尸皇族，赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能；
3、是用作非交联聚合物体系的交联固化剂丧尸爱软妹，使其实现常温常压固化。
2.2硅烷在涂料中的应用
1增强附着力
1、在有机聚合物与无机氧化物之间增加附着力
2、在难附着的有机底材上增强附着力
2交联剂（提高耐水性）
1、可反应性聚合物
2、具有潮气固化反应的特点
2.3硅烷在橡胶中的应用
硅烷偶联剂主要用在白炭黑中，与白炭黑和橡胶起反应，主要作用是：
1、增加白炭黑与橡胶的结合力
2、增加产品的耐磨性
3、减小产品的滚动阻力硅胶－硅烷－橡胶偶联剂作用机理：
2.4硅烷在胶黏剂中的应用
性能优点：优异的附着力、提高拉伸强度和弹性
作用原理：Y 表示乙烯基、环氧基、氨基、等有机官能团，常与胶黏剂基体树脂中的有机官能团发生反应﹔X表示氯基、甲氧基、乙氧基等指望造句，這些基团易水解成硅醇而与无机材料(玻璃、硅石、金属等)表面的氧化物或羟基反应，生成稳定的硅氧键。因此，通過使用硅烷偶联剂“分子桥”玖爱辅助网，把兩种完全不同的材料粘结在一起。
2.5提高填料填充聚合物性能
1、提高填料在聚合物中的分散性
2、提高机械强度(撕裂强度, 拉伸强度ca8208, 断裂伸长率, 冲击强度)
3、降低挤出和加工过程中产生的热.
4、防止过早热分解.
5、提高湿态电气性能和湿态机械性能.
硅烷的有机官能团和树脂相匹配令性能显著提高化为千风 。
2.6硅烷的防水性
性能优点：
1、显著的憎水性能
2、显著降低石膏、水泥等建材的吸水率
3、良好的呼吸透气性
4、提高建材耐碱、盐、酸的侵蚀能力应用 : 瓷砖、混凝土 、石材….硅烷 : YC-1004, YC-1005
2.7硅烷与烯烃交联反应
将热塑性聚乙烯通过分子之间的化学键形成三维的分子结构,廖晓乔 阻止材料重新熔融的过程匕首格斗术。
作用：
1、提高长期使用温度
2、提高耐蠕变性
3、提高耐溶剂性
4、提高耐应力开裂性
应用：
1、电线电缆 – 用于低压和中压电力电缆的绝缘
2、管材 – 水管和地板采暖管
3、热收缩产品 – 电力电缆的片材
4、薄膜 - 耐蠕变和收缩用途
2.8硅烷在玻璃纤维中的应用
性能优点-提高玻璃钢的力学性能
2.9有机硅烷对无机材料的反应性
常见硅烷偶联剂分类及型号
氨基：A-1100, A-1102花团锦簇造句, A-1110, A-1170
双氨基：A-1120, A-2120
三氨基：A-1130
异氰酸酯：A-1310
环氧：A-186, A-187
甲基丙烯酰氧基：A-174
巯基：A-1891
聚硫：A-1289, A-1589
脲基：A-1160, A-1524
乙烯基：A-171沥青滴漏实验, A-151, A-172, A-2171, RC-1
硅脂：A-137, A-162, A-1230, A-1630
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