在進行(xing)工程(cheng)塑料改性的時候(hou),基于成本(ben)和性能方面(mian)的考(kao)慮(lv),聚合物(wu)都是是多組分(fen)混合,然后(hou)添加(jia)(jia)一(yi)定量的無機(ji)礦物(wu),進行(xing)熔融混煉加(jia)(jia)工。
部分聚合物分子(zi)之間以及(ji)聚合物和無(wu)機(ji)填(tian)料之間缺乏親和性(xing),簡單的(de)(de)共混并不(bu)能(neng)達到增強性(xing)能(neng)的(de)(de)目(mu)的(de)(de),甚(shen)至起到相反的(de)(de)作用。為(wei)改善這種(zhong)情況,配方(fang)中添加一定(ding)量(liang)的(de)(de)偶聯劑是非常有(you)必要的(de)(de),因為(wei)偶聯劑的(de)(de)分子(zi)結(jie)構是存在(zai)兩種(zhong)不(bu)同的(de)(de)化學基(ji)團(tuan),一類為(wei)親無(wu)機(ji)基(ji)團(tuan),另(ling)一類為(wei)親有(you)機(ji)基(ji)團(tuan),結(jie)構式如下:
(RO)x-M-Ay
RO代(dai)(dai)表易(yi)進行(xing)水解(jie)或(huo)交換(huan)反(fan)應的(de)(de)短鏈(lian)(lian)烷(wan)基(ji)(ji),M代(dai)(dai)表中(zhong)(zhong)心原子(zi),可以(yi)是硅、鈦、鋁、硼等(deng),A代(dai)(dai)表與中(zhong)(zhong)心原子(zi)結合穩定的(de)(de)較長(chang)鏈(lian)(lian)親有機基(ji)(ji)團,如酯基(ji)(ji)-COR-、長(chang)鏈(lian)(lian)烷(wan)氧基(ji)(ji)(RO-)、磷酸酯酰基(ji)(ji)等(deng)。在材料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)體現(xian)為(wei)兩(liang)種基(ji)(ji)團分別通過化學反(fan)應或(huo)者物(wu)理(li)作(zuo)用,一種與填料(liao)表面相(xiang)結合,一種與樹脂(zhi)(zhi)物(wu)理(li)纏繞或(huo)反(fan)應,使表面性質(zhi)相(xiang)差懸殊(shu)的(de)(de)填料(liao)和(he)樹脂(zhi)(zhi)之(zhi)間得到(dao)很好的(de)(de)相(xiang)容,改善高分子(zi)材料(liao)之(zhi)間或(huo)者與填料(liao)之(zhi)間的(de)(de)界面性能,提高界面的(de)(de)粘合性,改善填充或(huo)增強后的(de)(de)高分子(zi)材料(liao)的(de)(de)性能。
1、硅(gui)烷偶聯(lian)劑
主要用于含硅的填料或玻璃纖維的表面處理,其結構通式為RSiX3,其中(zhong)R是與樹脂分子有親和(he)力(li)或反(fan)應能力(li)的活(huo)性基(ji)(ji)(ji)團,如(ru)氨基(ji)(ji)(ji)、環氧(yang)(yang)基(ji)(ji)(ji)、乙烯基(ji)(ji)(ji)、甲基(ji)(ji)(ji)丙烯酰基(ji)(ji)(ji)等(deng),X為能水解基(ji)(ji)(ji)團,如(ru)甲氧(yang)(yang)基(ji)(ji)(ji)、乙酰基(ji)(ji)(ji)氧(yang)(yang)、乙氧(yang)(yang)基(ji)(ji)(ji)等(deng)。此類為水解硅(gui)(gui)烷,X為氧(yang)(yang)化(hua)基(ji)(ji)(ji)-O-OR時,稱為氧(yang)(yang)化(hua)硅(gui)(gui)烷,X為含多硫(liu)原子基(ji)(ji)(ji)團-S-R時,稱為多硫(liu)化(hua)硅(gui)(gui)烷。
| 硅烷偶聯劑品種 | 應用塑料 |
|
乙烯基三乙氧基硅烷
乙烯基三(2-甲氧基)硅烷(wan) γ-丙氧(yang)(yang)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)丙烯基(ji)(ji)(ji)三甲(jia)基(ji)(ji)(ji)硅氧(yang)(yang)烷 |
UP、PO、PVC、PS、ABS、SAN、PMMA |
| γ-氨丙基三乙氧基硅烷 | EP、PF、PA、PUR、PP、PE、PMMA、PC |
| γ-縮水甘油丙氧基三甲氧基硅烷 | EP、PF、PA、PUR、PP、PE、PMMA、PC、PS、PVC、聚硫化物 |
| γ-丙硫醇三甲氧基硅烷 | PF、PS、PVC、EPDM、聚砜、聚硫化物 |
2、鈦酸酯類偶聯(lian)劑
對(dui)于熱塑性聚合物和干燥的(de)填(tian)料(liao),有良好(hao)的(de)偶(ou)聯(lian)效果,它進一步(bu)擴大了硅烷偶(ou)聯(lian)劑的(de)使用范圍(wei),使非極(ji)性的(de)鈣塑填(tian)充體(ti)系的(de)偶(ou)聯(lian)效果明顯(xian)提高(gao)。
2.1 單烷氧基型,結構為RO-Ti(OXRY)3,主要用(yong)于(yu)PP、PS、PF中(zhong)。此類(lei)偶(ou)聯(lian)劑對水比(bi)較(jiao)敏感,只適(shi)合干燥(zao)填(tian)料(liao)(liao)的偶(ou)聯(lian)處理,改(gai)進型單(dan)烷氧(yang)基焦磷(lin)酸酯(zhi)型,由于(yu)分子中(zhong)含有焦磷(lin)酸基團,克服了單(dan)烷氧(yang)基類(lei)偶(ou)聯(lian)劑的水解性,可適(shi)用(yong)于(yu)含水填(tian)料(liao)(liao)。
2.2 螯合型,具(ju)有高度的水解穩(wen)定性,廣泛(fan)用于(yu)PVC、PS、PF、EP中。
2.3 配位型,結構為(RO)4Ti·(HPOOR)2,此類(lei)偶(ou)聯劑(ji)可避免樹脂與其(qi)他助劑(ji)發生(sheng)交(jiao)換反應(ying),從而擴大了其(qi)用(yong)途(tu)范圍(wei),主要(yao)用(yong)于PO、PC、聚酯中。
2.4新型氧基型,結構為R1C(R2)(R3)CHOTi(OXRY)3。
3、鋯類偶聯劑
分(fen)子結構中含有兩(liang)種有機(ji)配位(wei)(wei)基的(de)(de)鋁(lv)(lv)酸(suan)鋯(gao)低分(fen)子無(wu)機(ji)聚合物,一種配位(wei)(wei)基賦予其(qi)優良的(de)(de)水解穩定性(xing),另一種配位(wei)(wei)基則(ze)具有良好(hao)的(de)(de)有機(ji)反(fan)應性(xing),從而(er)能明顯降(jiang)低填充系數(shu)的(de)(de)粘度,達到偶聯效果,適(shi)用于碳(tan)酸(suan)鈣、高嶺土、氫氧化鋁(lv)(lv)、二(er)氧化鈦、二(er)氧化硅等(deng)。
4、鋁(lv)酸(suan)酯類偶聯(lian)劑
可(ke)改善制品的(de)物理(li)機(ji)械性能,如提高(gao)沖擊強度,提高(gao)熱(re)變形溫度,可(ke)與鈦酸酯類偶(ou)聯劑相(xiang)媲美,但(dan)是價(jia)格僅為鈦酸酯類偶(ou)聯劑的(de)一半,具有色(se)淺、無(wu)毒、使用方(fang)便等特點,較鈦酸酯偶(ou)聯劑的(de)熱(re)穩定性更好,對(dui)于顏料的(de)分(fen)散有極(ji)優的(de)效果。
結構式為:(C3H7O)xAl(OCOR)m(OCORCOOR)n(OAB)y
其中 m+n+x=3,y=0~2
鋁酸酯類(lei)偶聯劑有兩種品種,分別為(wei)乳(ru)白色蠟狀(zhuang)固(gu)體和(he)淡黃色液體,其(qi)加(jia)入量為(wei)填料量的0.3~1.0%。
5、鋁鈦(tai)復合偶聯劑
兼具(ju)鈦酸酯類(lei)和鋁酸酯類(lei)偶鏈接的(de)雙重特點,成本低,用途廣。
目前市面上主要有兩個牌(pai)號(hao):OL-AT1618、OL-ART2760。
6、有(you)機鉻類(lei)偶聯劑
分子結(jie)構一端(duan)為活潑、可與樹(shu)脂反(fan)應的不飽(bao)和基(ji)團,另(ling)一端(duan)則(ze)依靠含鉻(ge)氧(yang)鍵與玻璃表面上的硅氧(yang)鍵通過化學鍵而(er)牢固(gu)結(jie)合,因(yin)此,它主(zhu)要用(yong)于(yu)玻璃纖維增強聚(ju)酯中(zhong)。
此外(wai),還有(you)鋯(gao)鋁酸酯(zhi)偶聯(lian)劑、硼(peng)酸酯(zhi)類(lei)、錫酸酯(zhi)類(lei)、磷(lin)酸酯(zhi)類(lei)等。
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