早在1940年代,约翰·霍普金斯大学的Ralph K Witt等人在向海军军械局提交的“秘密”报告中指出,玻璃纤维已用烯丙基三乙氧基硅烷处理过。所得的不饱和聚合物复合材料的强度是用乙基三氯硅烷处理的玻璃纤维的强度的两倍,从而打开了生产硅烷偶联剂的实际应用历史,很大地刺激了硅烷偶联剂的研究和开发。硅烷的应用:硅烷偶联剂作为连接两种性质不同的材料的“分子桥”,已广泛用于复合材料,涂料,胶粘剂和其他行业。随着其在玻璃纤维增强材料中的应用,合成的种类正在增加,并且应用范围也在扩大。现在,生产硅烷偶联剂基本上可用于所有无机材料和有机材料的连接表面,并已广泛用于汽车,航空,电子和建筑等行业。
(1)热固性树脂;玻璃纤维增强环氧树脂,为了满足焊料合金中使用的环氧树脂层压板的电性能和耐热性要求,建议使用生产硅烷偶联剂作为热固性复合材料的树脂改性剂。(2)半导体封装;封装半导体是硅烷偶联剂在环氧模塑化合物中用作半导体密封剂以提高复合材料的耐湿性和电性能的较普遍用途。(3)涂层砂;铸件由耐火骨料(砂)和粘结剂组成。制成的铸件的质量反映了施加在砂粒表面的粘合剂的强度。(4)热塑性的;与热固性树脂相比,在热塑性树脂中使用生产硅烷偶联剂获得的结果通常较低。(5)树脂改性;硅烷偶联剂的使用不限于复合材料的界面。树脂改性可以制造出具有独特和卓越特性的高性能树脂。
为了实现生产硅烷偶联剂增强树脂在各个领域的应用,非常有必要研究如何确保其性能的优越性。复合材料的性能不仅与增强纤维和基体树脂的性能和含量有关,而且在很大程度上还取决于纤维与基体树脂之间的界面粘结强度。为了确保有效的应力传递并获得更好的综合机械性能,良好的界面粘合是必要的。为了改善生产硅烷偶联剂和树脂界面的粘合性能,通常需要对纤维表面进行处理。处理方法有很多,例如热处理,酸碱蚀刻处理,偶联剂处理等,其中偶联剂处理是常用的处理方法。
硅烷偶联剂的应用大致可以归纳为以下几个方面:1、用于玻璃纤维行业。处理和改善玻璃纤维的表面可以改善玻璃纤维和树脂的粘结性能,并大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度,电气,耐水性,耐候性和其他性能。2、用于塑料和复合材料行业。无机填料可以预先进行表面处理,或者生产硅烷偶联剂直接添加到树脂中。3、用于胶水行业,密封胶,胶粘剂等行业。生产硅烷偶联剂可以提高它们的粘结强度,耐水性,耐候性和其他性能。4、用于铸造行业。它可以改善有机和无机材料的表面性能,并增强填料与树脂之间的粘合力。5、用于涂料工业。增强风干涂膜对难以附着的基材(特别是环氧、醇酸、聚氨酯、丙烯酸和其他脂质体系)的附着力,大大提高其耐水性和耐盐雾性。
硅烷体系分析的困难在于对硅烷偶联剂类型的定性和定量确定以及对痕量添加剂的定性和定量确定。显微光谱分析使用质谱,核磁,高效液相色谱,荧光光谱,离子色谱等仪器来检测样品中的生产硅烷偶联剂并分析痕量的痕量添加剂(促进剂,络合剂等)。确保没有系统信息丢失。另外,市场上硅烷偶联剂的质量不同,水解后的稳定性差距大,影响使用。显微光谱分析通过大量实验确定了高质量的生产硅烷偶联剂供应商,并根据盐雾喷射时间,对配方进行了诸如附着力等性能指标的评估,并获得了优化的配方。