硅烷偶联剂的应用详解(一)

硅烷偶联剂的应用详解(一)

        硅烷偶联剂是一种具有特殊的结构低分子有机硅化合物，它研究得较早且运用非常多，硅烷偶联剂不但能够提高复合材料的力学特性，还可以改善其耐水性，耐热性和耐候性等特性。硅烷偶联剂较早是自上世纪40年代由美国联合碳化合物公司（UCC）和道康宁公司（DCC）最先为玻璃纤维增强塑料而开发的。1947年Ralphkw等找到用丙烯基三乙氧基硅烷改性玻璃纤维而制成的聚酯复合材料可以获得双倍的强度，进而推动了硅烷偶联剂实际应用的历史，并极大刺激了硅烷偶联剂研究和发展。

一、硅烷偶联剂概念

硅烷偶联剂是在同一个分子里包含二种无机反应性和有机反应性的硅基化学分子，一般典型结构为：Rn-Si-(X)4-n.

二、硅烷偶联剂的结构分析

硅烷偶联剂的结构通式为Y－Ｒ－Si－X3，Y代表有机官能基，Ｒ代表亚烷基，X代表能够水解的基团。Y通常是与有机聚合物反应，而可水解基团X通常是控制水解速率。在同样的水解条件下，大基团的可水解基水解速率慢;在酸性环境下，带有较长亚烷基的水解较慢。

三、硅烷偶联剂的应用

1、电线电缆行业

硅烷偶联剂在电线电缆中通常是做为交联剂和增粘剂使用，给予材料以下特性：

（1）提升改性后的材料热形变稳定性和机械强度。

（2）提升改性后的材料湿态电气性能。

（3）提升改性后的材料耐化学性。

（4）提升填料的添加量的同时改善加工性。

2、玻纤和复合材料

硅烷偶联剂是玻璃纤维增强聚合物的重要成分，玻纤极为亲水，能把水吸附到界面上，假如不应用硅烷处理表面，玻璃纤维和树脂之间相结合将变弱，最终导致断裂。硅烷偶联剂在复合材料中形成化学键的作用机理以下：多层硅烷覆盖，带来最佳的复合材料特性。硅烷与聚合物在界面发生化学反应的效果是最好的。除去适合电线电缆行业聚烯烃和有机橡胶弹性体，还有其他的很多种类的热塑性树脂能用硅烷偶联剂来改性。有机硅烷在玻璃纤维里的作用可概括为：

（1）在增强复合材料中，改进干、湿态的力学特性使增强复合材料的电气性能稳定。

（2）在玻璃纤维增强材料的生产过程中改进加工特性。

（3）在复合材料的制造中提升玻璃纤维的改进处理。

（4）提升热绝缘玻璃纤维的弹性和强度。

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