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30江西化工2003年第2期

硅烷偶联剂的偶联机理及研究现状

高红云张招贵

(南昌大学化学系南昌330047)

摘要硅烷偶联剂是应用最广的一类偶联剂。本文主要论述其偶联机理、常用品

种和研究现状。

关键词硅烷偶联剂偶联机理研究现状

1、前言同化学性质基团(有机官能基团和可水解基团)

硅烷偶联剂最早是于本世纪40年代由美的硅烷,其经典产物可用通式(YR)SiX表示

n4-n

国联合碳化物公司(UCC)和道康宁公司(DCC)(n=1,2)。式中YR为非水解有机基团,Y包括

首先为发展玻璃纤维增强塑料而开发的,最初链烯基(主要为Vi)以及末端带有Cl,NH2,SH,

把它作为玻璃纤维的表面处理剂而用在玻璃纤N,OCOMe,CH=CH,NCO等官能团的烃基;X

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维增强塑料中。1947年RalphKW等[1]发现用为可进行水解反应并生成Si)OH的基团,包括

烯丙基三乙氧基硅烷处理玻璃纤维而制成的聚Cl,OMe,OEt,OCHOCH,OSiMe,及OAc等(最

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酯复合材料可以得到双倍的强度,从而开创了常见的是OMe,OEt),能够与无机材料发生化学

硅烷偶联剂实际应用的历史,并极大地刺激了反应,或吸附在材料表面,从而提高与无机材料

硅烷偶联剂的研究与发展。从50年代至60年的亲和性。X、Y为两类反应特性不同的活性基

代,相继出现了氨基和改性氨基硅烷,以后又开团,其中X易与无机物或矿物质如玻璃、硅石、

发了耐热硅烷、阳离子硅烷、重氮和叠氮硅烷以陶土、粘土、滑石、二氧化钛和一些金属如铝、

及A-官能团硅烷等等。随着一系列新型硅烷钛、硅、铁、铜、锌等的键合能力。而Y则易与

偶联剂的问世,特别是它们独特的性能与显著有机物中的树脂、橡胶等产物有良好的结合[3]。

的改性效果使其应用领域不断扩大,产量大幅正是由于硅烷偶联剂分子中间进存在亲有机和

度上升,据2001年8月报道,我国硅烷偶联剂亲无机的两种功能团,可以把两种不同化学结

年产能力达10000吨左右,可与美国、德国相抗构类型和亲和力相差很大的材料在界面连接起

衡[2]。硅烷偶联剂是继有机硅工业中三大产品来,增加涂料和无机底层及颜料,填料与树脂基

)))硅油、硅橡胶、硅树脂之后的第四大部类,料间的结合。

其在有机硅工业中的地位日趋重要,已成为现2.2硅烷偶联剂的偶联机理

代有机硅工业,有机高分子工业,复合材料工业早在60年代即研究了玻璃纤维增强塑料

及相关高技术领域中不可缺少的配套化学助的机理。新近,人们进一步应用新型分析仪器

剂,而且是一种重要的高科技含量,高附加值的为手段,