偶聯(lián)劑----這一名詞在八十年代初,國內(nèi)塑料、橡膠、涂料等行業(yè)對它還很陌生,少數(shù)工程技術人員僅僅從國外資料中見其報道,而如今,國內(nèi)偶聯(lián)劑生產(chǎn)廠家已數(shù)十家,年銷售量已數(shù)千噸,品種也較多,目前主要有下列類型:
1、硅烷系列
2、鈦酸酯系列
3、鋁酸酯系列
4、鋯酸酯系列
5、鋁鈦復合系列
6、其它系列(硼酸型、鋁鋯復合型等)
a 、硅烷與鈦系的比較:
硅烷類偶聯(lián)劑僅對含硅元素的填料有效,而鈦偶聯(lián)劑則對多種填料均適用,同時對適用樹脂范圍也廣,而且它的作用并不限于使復合材料的強度提高,還能賦于一定程度的撓屈性,詳情見表1,2,3 。
表1.1 鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑的比較
鈦酸酯 | 硅烷 | |
① 對樹脂的適用性 ② 對無機填料的適用性 ③ 性能上的主要性 ④ 其他 |
熱固性和熱塑性樹脂 適用范圍廣 不增加強度 賦予撓屈性 主要在加工工藝性能方面發(fā)揮作用 |
只適用于熱固性樹脂 適用范圍有限 增加強度 賦予剛性 優(yōu)、缺點很明顯 |
表1.2 鈦酸酯和硅烷化學結構的比較
符號細則 | 鈦酸酯 R1-O-Ti-(O-X1-R2-Y)n |
硅烷 (R1-O)2-Si-R2-Y |
R-O 烷氧基 | 1個 | 3個 |
烷氧基螯合功能 | 有 | 不穩(wěn)定 |
需要時消除即時的醇副產(chǎn)物 | 能 | 不能 |
形成單分子層 | 能 | 不能 |
水解能 | 低 | 中等~高 |
與CaCO3的反應 | 能 | 不能 |
過量時的不良影響 | 常有 | 偶爾有 |
-( 酯基轉移反應-X-鍵合聚 酯 | 能 | 不能 |
不借助于不飽和結構實現(xiàn) X-鍵合 | 能 | 不能 |
X1 鄰接基團功能 | 有 | 無 |
必要時產(chǎn)生熱穩(wěn)定性 | 能 | 不能 |
磺?;?觸變性 | 能 | 不能 |
磷酸酯-阻燃性 | 能 | 不能 |
亞磷酸酯-防老化作用 | 能 | 不能 |
R2 R2基團的長度 | 長~短 | 短 |
降低粘度的作用 | 明顯 | 無到中等 |
改進熱塑性塑料抗沖擊性能的作用 | ****** | 無到中等 |
閃點 | 高~中等 | 低 |
Y 官能團 | 3個 | 1個 |
n 三官能度 | 有 | 單官能度 |
水解穩(wěn)定性 | 良~優(yōu) | 良~差 |
表1.3 偶聯(lián)劑應用于填料效果的比較
硅烷偶聯(lián)劑 | 鈦酸酯偶聯(lián)劑 | |
具有優(yōu)良效果的 | 二氧化硅、玻璃 | 碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、二氧化鈦等大部分無機填料 |
具有一定效果的 | 滑石粉、鐵粉、氧化鋁、氫氧化鋁 | 氧化鎂、氧化鈣、云母、二氧化硅、玻璃等 |
效果較小的 | 石棉、氧化鐵、二氧化鈦、氧化鋅 | 滑石粉、炭黑、木粉 |
無效的 | 碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、石墨、硼 | 石墨 |
b、鈦、鋯、鋁偶聯(lián)劑的比較
鋁的反應活性比鈦、鋯大,由于活性強的,一般在貯存時也會發(fā)生反應,故貯存期短。
鋯偶聯(lián)劑的耐熱性大于鈦及鋁偶聯(lián)劑。詳情見表1.4
表1.4 鈦、鋯、鋁偶聯(lián)劑的比較
性質 | 順序 |
反應活性 貯存穩(wěn)定性 耐化學藥品性 價格 品種 |
(大)Al > Ti ≥ Zr (?。?br />
(好)Ti = Zr > Al (不好 (好)Ti = Zr > Al (不好) (低)Al> Ti > Zr (高) (多)Ti > Al > Zr (少) |
綜合上面的比較,以及目前國內(nèi)、國外市場廣泛應用的多為鈦系偶聯(lián)劑,既銷售面廣,同時銷售量也大,其主要特點如下:
1、使用范圍廣(塑料、橡膠、涂料、油墨、磁材料、顏料、填充料);
2、品種多(美國肯利奇Kenrich公司公布的便有近六十個牌號,國內(nèi)目前也有數(shù)十個牌號);
3、貯存穩(wěn)定(如水溶性品種可存放數(shù)年);
4、價格適中(******低于硅系,略高于鋁系)。
