使用有机硅烷偶联剂后提高的结合强度是一系列复杂因素的结合,例如润湿,表面能,边界层吸附,极性吸附,酸碱相互作用等。预先选择的有机硅烷偶联剂可以遵循以下规则:不饱和聚酯可以选择乙烯基,环氧和甲基丙烯酰基类有机硅烷偶联剂;环氧树脂应选择环氧基或氨基型生产甲基三乙氧基硅烷;酚醛树脂应使用氨基或脲基有机硅烷偶联剂;烯烃聚合物应使用乙烯基型有机硅烷偶联剂;硫磺硫化橡胶应使用巯基型有机硅烷偶联剂。选择生产甲基三乙氧基硅烷的一般原则。
1、干法;这是使用较广泛的非金属矿物粉末表面改性工艺。当前用于非金属矿物填料和颜料,原因是干法工艺简单,操作灵活,投资少,改性剂适应性好。(1)间歇干燥过程;其特点是可以在较大范围内灵活调节表面改性时间,但生产甲基三乙氧基硅烷颗粒表面改性剂难以均匀涂覆,单位产品消耗大,生产效率低,劳动强度大。(2)连续修改过程;它的特点是粉末和表面改性剂的分散性更好,生产甲基三乙氧基硅烷颗粒表面涂层均匀,单位产品的改性剂消耗量少,劳动强度低,生产效率高,适合大规模工业生产。2、湿表面有机改性工艺;3、机械化学/化学涂料复合改性工艺;4、无机沉淀反应/化学涂料复合改性工艺;5、物理涂层/化学涂层复合改性工艺。
硅烷偶联剂是一种同时包含两种化学性质不同的有机硅化合物的分子,用于提高聚合物与无机物的实际结合强度。这可能意味着真正的附着力增加,或者润湿性,流变性和其他处理性能得到改善。偶联剂还可以修饰界面区域以增强有机相和无机相之间的边界层。因此,生产甲基三乙氧基硅烷被广泛用于胶粘剂,涂料和油墨,橡胶,铸件,玻璃纤维,电缆,纺织品,塑料,填料,表面处理等行业。硅烷交联剂是指含有两个或多个硅官能团的硅烷,它们可以在线性分子之间架桥,从而多个线性分子或微分支的大分子与聚合物可以相互键结和交叉连接成三维网络结构,促进或介导聚合物分子链之间共价键或离子键的形成。生产甲基三乙氧基硅烷用于水性压敏胶,水性丙烯酸胶粘剂,涂料,皮革涂饰剂等。
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值使生产甲基三乙氧基硅烷更易于水解。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。如果预先将生产甲基三乙氧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。
硅烷偶联剂的主要应用领域之一是对有机聚合物中使用的无机填料的处理。后者可以用生产甲基三乙氧基硅烷处理,将其亲水性表面转变为亲有机表面,这可以防止颗粒聚集和系统中急剧的聚合物增稠,还可以改善有机聚合物对增强填料的润湿性。碳官能硅烷还可以使补强填料与聚合物牢固结合。但是,硅烷偶联剂的效果还与生产甲基三乙氧基硅烷的种类和量,基材的特性,树脂或聚合物的性质以及应用场合,方法和条件有关。
加工对象的单位比表面积的反应点数和生产甲基三乙氧基硅烷覆盖的表面厚度是决定基材表面硅化所需偶联剂数量的关键因素。为了获得单分子层的覆盖率,首先需要确定衬底的SiOH含量。众所周知,大多数硅质基材的SiOH含量为4-12 / m2,因此,如果均匀分布,则1摩尔的生产甲基三乙氧基硅烷可以覆盖约7500m2的基材。对于具有多个可水解基团的硅烷偶联剂,由于自缩合反应的缘故,计算精度会受到一定程度的影响。如果使用Y3SiX处理基板,则可以获得与计算值一致的单层覆盖率。但是,由于Y 3 SiX价格昂贵并且覆盖物的耐水解性差,因此没有实用价值。另外,基板表面上的Si-OH的数量也随加热条件而变化。如果用碱性清洁剂处理基材表面,则会形成硅烷醇阴离子。