PDF《偶联剂的种类和特点及应用》

偶联剂的种类和特点及应用 郭云亮 ,张涑戎 ,李立平 (北京服装学院 材料工程系 ,北京 100029) 摘要 :概述了偶联剂的种类、 特点及其应用.

硅烷偶联剂可用作表面处理剂、 增粘剂、 密封剂等 ;

钛酸酯偶联剂按 其结构可分为单烷氧基脂肪酸型、 单烷氧基磷酸酯型、 螯合型和配位体型 ;

铝酸酯偶联剂具有色浅、 无毒、 使用方便、 热 稳定性能优异等特点 ;

双金属偶联剂具有加工温度低、 偶联反应速度快、 分散性好、 价格低廉等优点 ;

木质素偶联剂主 要以补强作用为主 ;

锡偶联剂有利于改善胶料的加工性能、 降低滚动阻力、 减小滞后损失. 关键词 :硅烷偶联剂 ;

钛酸酯偶联剂 ;

铝酸酯偶联剂 ;

双金属偶联剂 ;

木质素偶联剂 ;

锡偶联剂 中图分类号 : TQ330138 +

7 文献标识码 :B 文章编号 :10002890X(2003)

1120692205 作者简介 :郭云亮(19742) ,男 ,内蒙古呼和浩特人 ,现在中国 纺织科学研究院工作 ,硕士 ,主要从事染整助剂方面的研究. 偶联剂是一种重要的、 应用领域日渐广泛的 处理剂 ,主要用作高分子复合材料的助剂.偶联 剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不 同的两个基团 ,一个是亲无机物的基团 ,易与无机 物表面起化学反应 ;

另一个是亲有机物的基团 ,能 与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢 键溶于其中.因此偶联剂被称作 分子桥 ,用以 改善无机物与有机物之间的界面作用 ,从而大大 提高复合材料的性能 ,如物理性能、 电性能、 热性 能、 光性能等.偶联剂用于橡胶工业中 ,可提高轮 胎、 胶板、 胶管、 胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性 能 ,并且能减小 NR 用量 ,从而降低成本. 偶联剂的种类繁多 ,主要有硅烷偶联剂、 钛酸 酯偶联剂、 铝酸酯偶联剂、 双金属偶联剂、 磷酸酯 偶联剂、 硼酸酯偶联剂、 铬络合物及其它高级脂肪 酸、 醇、 酯的偶联剂等 ,目前应用范围最广的是硅 烷偶联剂和钛酸酯偶联剂.

1 硅烷偶联剂 硅烷偶联剂是人们研究最早、 应用最早的偶 联剂.由于其独特的性能及新产品的不断问世 , 使其应用领域逐渐扩大 ,已成为有机硅工业的重 要分支.它是近年来发展较快的一类有机硅产 品 ,其品种繁多 ,结构新颖 ,仅已知结构的产品就 有百余种.1945 年前后由美国联碳 (UC) 和道康 宁(Dow Corning) 等公司开发和公布了一系列具 有典型结构的硅烷偶联剂 ;

1955 年又由 UC 公司 首次提出了含氨基的硅烷偶联剂 ;

从1959 年开始 陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂 ;

20 世纪

60 年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和

60 年 代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联 剂 ,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种.近几十年 来 ,随着玻璃纤维增强塑料的发展 ,促进了各种偶 联剂的研究与开发.改性氨基硅烷偶联剂、 过氧 基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用 就是这一时期的主要成果. 我国于

20 世纪

60 年代中期开始研制硅烷偶 联剂.首先由中国科学院化学研究所开始研制 γ 官能团硅烷偶联剂 ,南京大学也同时开始研制 α 官能团硅烷偶联剂[1 ] .

111 结构和作用机理 硅烷偶联剂的通式为 Rn SiX(4 - n) ,式中 R 为 非水解的、 可与高分子聚合物结合的有机官能团. 根据高分子聚合物的不同性质 ,R 应与聚合物分 子有较强的亲和力或反应能力 ,如甲基、 乙烯基、 氨基、 环氧基、 巯基、 丙烯酰氧丙基等.X 为可水 解基团 ,遇水溶液、 空气中的水分或无机物表面吸 附的水分均可引起分解 ,与无机物表面有较好的 反应性.典型的 X 基团有烷氧基、 芳氧基、 酰基、 氯基等 ;