硅烷偶联剂及其应用.ppt

中国氟硅有机材料工业协会技术培训中心专题讲座; 廖 俊 高级工程师、博士;硅烷偶联剂;几个概念;;★硅烷;硅烷衍生物：;;硅烷分类： 硅烷依其官能团所连接的原子可分为两大类： 硅官能有机硅烷 碳官能有机硅烷 ; 是一类官能团直接连在硅原子上的有机硅烷。 RnSiX4-n R为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基及氢等； X为一价可水解官能基，如卤素（主要是氯）、烷氧基、酰氧基、氨基及氢等。 有机卤硅烷即为它们中的典型代表。 （CH3）2SiCl2 D4、DMC 有机硅聚合物 单体 环体; 是一类有机基中连有官能团的有机硅烷。 Y-R-Si(Me)nX3-n Y为官能基(如NH2、OCH2-CH（O）CH2、OCOMe=CH2、Cl、OH、SH等)； X为一价易水解的官能基如卤素、MeO、EtO、AcO、MeOC2H4O、Me3SiO 等； R为亚烃基； n为0-1。;★偶联剂;;硅烷偶联剂;非硅烷偶联剂 铬络合物：Volan（Du Pont） 原硅酸酯：原硅酸烯丙酯 其它原酸酯：磷酸氨苄酯、双十六烷基硼酸异丙 酯、辛基三异丙氧基锡、 钛酸酯：系列含取代基的钛酸酯 其它含有机官能团的化合物; 硅烷偶联剂;硅烷偶联剂;; 通式 Y-R-Si（Men）X4-n-1 O O ∥ Y＝ -Cl、-NH2、-OCH2-CH-CH2、-OC-CMe＝CH2、-NCO 、 -HN -HNCONH2、-NHCH2CH2NH2、 -N3、 －NR2R//Cl等有机化合物官能团。 X＝ Cl、OMe、OEt、OAC 、OCH2CH2OCH３等可水解硅官能团。 R＝ -(CH2)m- (m＝1或≥3)，-C6H4等； n＝0，1，2。 （主要为0） ; 经典的硅烷偶联剂分子式通式一般为： Y-R-Si-X3 比较特殊的包括： 乙烯基： CH2＝CH-Si（Men）X4-n-1 长链烷基： R-Si（Men）X4-n-1 （R为超过3碳的直链或侧链烷基） 其他： 如(RO)3Si(CH2)３S2-4(CH2)３Si (OR)3 ， (RO)3SiCH2-CH2Si (OR)3 ， 功能有机硅烷化合物等。;;常用硅烷偶联剂;;;; SCA化学性质讨论; ②水解缩合反应 －HX －H2O 2≡Si-X＋2H2O → 2≡SiOH → ≡Si-O-Si≡ ;③异官能团缩合反应 ≡SiX＋HO-M → ≡Si-O-M ≡SiX＋HO-Si≡ → ≡Si-O-Si≡ M代表无机物或有机物表面。 ; 前3种反应讨论： a.上述反应在有H＋、OH－或某些金属盐、氧化物或加热情况下加速。 b.水解或醇解速度： Cl＞OAC＞OMe＞OEt X X X OH －Si－X ＞ －Si－OH ＞ －Si－OH ＞ －Si－OH X X OH OH ;④偶联剂硅官能团水解后的硅羟基与H2O、或其极性基团的表面形成氢键。 ;硅烷偶联剂碳官能团主要化学反应;②含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂