第九章偶联剂分解.ppt

高分子助剂 偶联剂/相容剂 相容剂 高分子基复合材料 高分子共混合金 相容剂 接枝物 离聚体 两性大分子 什么是偶联剂？偶联剂有什么作用 什么是硅烷偶联剂？ 什么是钛酸酯偶联剂？ * 偶联剂概述 在无机材料和高分子材料的复合体系中，能通过物理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。 按化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂( 铝- 锆酸酯、铝钛复合偶联剂) 、含磷偶联剂、含硼偶联剂等 化学键理论 表面浸润理论 变形层理论 拘束层理论 可逆水解键理论 主要机理 化学键理论 硅烷类 X是易水解基团，目前常用烷氧基，如甲氧基、乙氧基等 R是带有反应活性的有机疏水基团，它能与树脂反应形成牢固的化学结合 明显降低体系粘度 增加挠曲强度和抗弯强度 改善复合材料耐热性 KH-550 （美国联碳公司A-1100、日本信越KBM-903） 氨基官能团硅烷,呈碱性。 外观为无色或微黄色透明液体,通用性强，可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作稀释剂。可溶于水，在水中水解，沸点217℃，闪点104℃,分子量221.4　 NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3 KH-560 美国联碳公司：A-187 美国道康宁公司:Z-6940 日本信越公司:KBM-403 环氧基官能团硅烷，外观为无色透明液体，溶于丙酮、苯、乙醚、卤代烃等有机溶剂，在水中水解。沸点290℃ 1、用于玻纤增强环氧树脂、ABS、酚醛树脂、尼龙、PBT等, 提高无机填料、底材和树脂的粘合力以提高其物理性能,尤其是复合材料的机械强度、防水性、电气性能、耐热性等性能。　 2、无机填料表面处理,主要是陶土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、石英、铝粉、铁粉、氢氧化铝、二氧化硅、云母、玻璃微珠。 1、 用于不饱和聚酯复合材料中，提高复合材料机械性能、电气性能、透光性能，特别是能大幅度提高符合材料的湿态性能。2、 用于浸润处理玻纤，可提高玻纤增强复合材料湿态的机械强度和电气性能。3、 电线电缆行业，用该偶联剂处理陶土填充过氧化物交联的EPDM体系。 KH-570 化学名称 γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷 CH2=C(CH3)COOCH2CH2CH2Si(OCH3)3 常用于处理SiO2 、炭黑等无机填料，在橡胶、硅橡胶等聚合物中其活化剂、偶联剂、交联剂、补强剂的作用。 KH-580 HS(CH2)3Si(OC2H5)3 A-1891（美国联碳公司） γ-巯丙基三乙氧基硅烷 1. S1891 硅烷偶联剂带有巯基功能团，作为金属表面防锈剂具有特殊功效，用其处理金、银、铜等金属表面，可增强其表面的耐腐性、抗氧化性以及增加其与树脂等高分子的粘接性； 2. 在橡胶工业中，常用于处理白炭黑，炭黑，玻璃纤维、云母等无机填料，能有效提高橡胶的力学性能和耐磨性能； KH-590 γ-巯丙基三甲氧基硅烷 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。 兼有偶联剂和交联剂的作用，适用的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等，常用于玻纤、塑料、玻璃、电缆、陶瓷、橡胶等。 硅烷偶联剂A-151 乙烯基三乙氧基硅烷 CH2=CHSi(OC2H5)3 无色透明液体 淡黄色油状液体，能溶于醇、酮、酯等大部分有机溶剂，不溶于水。 用于硅橡胶与其它材料的粘合，以及用作酚醛、环氧、尼龙，三聚氰胺树脂的粘合，也作含无机填料树脂的增强剂。 硅烷偶联剂ND-42 苯胺甲基三乙氧基硅烷 C6H5NHCH2Si(OC2H5)3 钛酸酯类 作用功能区域图 RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的； 钛酸酯类 Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等，这些基团连接在钛酸酯分子的末端，可与有机物进行化学反应而结合在一起 OX-是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，决定其特殊功能 R’-是长碳键烷烃基，比较柔软，能和有机聚合物进行弯曲缠结，使有机物和无机物的相容性得到改善，提高材料的抗冲击强度 钛酸酯类 单烷氧基型 单烷氧基焦磷酯基型 鳌合型 配位型 钛酸酯偶联剂选用 测定所用填充剂的含湿性，根据含湿状态决定偶联剂，干燥填充剂用单烷氧基型，潮湿填充剂选螯合型或单烷氧基焦磷酸型。 在选用偶联剂时还应考虑聚合物的熔点，结晶度、分子量、极性、芳香性、共聚结构等。 填充剂的形状、比表面、湿含量、酸碱性、化学组成等都可影响偶联效果。 钛酸酯偶联剂用量少，为使其发挥应有的效果，必须使它在填料中均匀地分散，否则，达不到偶联效果。 钛酸酯偶联剂选用 偶联剂的用量，一般为处理物重量的0.5-3%，推荐使用量为0.8-1.5%。 铝酸酯