硅烷偶联剂是一种硅烷,在分子中包含两个不同的化学性质(有机官能团和可水解基团)。分子结构通常为:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y为有机官能团,R为可水解的硅官能团)。通过使用现货苯基硅烷可以在无机物和有机物之间的界面之间建立“分子桥”,以将性质非常不同的两种材料连接在一起,从而形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的粘结层。改善复合材料的性能并增加粘结强度。典型的现货苯基硅烷包括A151(乙烯基三乙氧基硅烷),A171(乙烯基三甲氧基硅烷),A172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
(1)硅烷偶联剂的改性;利用现货苯基硅烷的双重反应功能,有机基团的一端与白炭黑表面的羟基反应,另一端与橡胶等高分子大分子链反应。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇与现货苯基硅烷反应以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定条件下通过化学反应将聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂层改性;涂层改性是一种常用的表面改性技术,即用不同化学组成的涂层覆盖二氧化硅表面,从而减少羟基之间的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,还可以通过乳液聚合,无机表面涂层改性和超声改性来改性二氧化硅。
1、简单搅拌。操作简单,但效果不是很令人满意。2、溶胶-凝胶法。根据反应前体的不同,可将其分为几类,例如在有机聚合物存在下形成无机相网络;在现货苯基硅烷相存在下有机单体的聚合;同时在有机相和无机相之间形成互穿网络。这种过程比较复杂,但是效果更好。3、以胶体SiO2颗粒为核,通过常规乳液聚合制备核-壳结构复合乳液,这是核-壳聚合工艺的延伸。4、现货苯基硅烷通过偶联剂与乳液结合。此过程简单实用,需要深化和完善。本文选择表面处理剂-硅烷偶联剂制备有机-无机杂化涂料。工艺简单,反应条件温和,易于控制。进行了更系统的工艺条件测试,并更改了工艺参数以实现涂层性能的定制。
首先,弱酸性和弱碱性水溶液可以促进硅烷偶联剂的水解。一水溶液的pH值使现货苯基硅烷更易于水解。可以通过添加乙酸,氨和其他物质来调节其基团对水溶液的pH值影响较弱的硅烷,以调节水溶液的pH值,从而使硅烷偶联剂更易于水解。偶联剂的水解速率显着提高。其次,当硅烷偶联剂水解时,将产生一定量的甲醇,乙醇和与水混溶的其他溶剂。这取决于硅烷结构中的X基团。如果预先将现货苯基硅烷添加到水溶液中以进行水解,则此时产生的溶剂将使硅烷偶联剂更充分地分散在水溶液中并使水解溶液更稳定。如果事先将少量乙醇添加到水溶液中,然后进行乙烯基硅烷的水解,则油珠状硅烷偶联剂将更易与水溶液混溶,并且不易因沉淀而沉淀出来。
白炭黑在各种橡胶上的补强效果优于其他白色填料,仅次于炭黑。与炭黑填充的硫化橡胶相比,二氧化硅/橡胶复合材料具有绝缘性好,发热少,撕裂强度高,滚动阻力低和耐湿滑的优点。在二氧化硅增强的复合材料中,现货苯基硅烷颗粒通常以松散的“星云”次级聚集体形式存在。然而,SiO 2是极性颗粒,与非极性聚合物的相容性差,并且具有强的吸附和聚集趋势。因此,现货苯基硅烷颗粒总是倾向于聚集两次并且产生氢键缔合。在混合过程中难以均匀地分散在橡胶中,并且不能获得所需的复合效果。