偶联剂是一种能增进无机物和有机物之间粘接性能的助剂.形象地说,它在无机物和有机物之间起一种中间桥梁的作用。由于在偶联剂分子中具有某些特定的基团,因此,它能通过化学的和/或物理的作用将两种性质差异很大的原来不易结合的材料较牢固地结合起来.偶联剂广泛应用于玻璃纤维增强的各种增强塑料中,近年来,随着大量无机矿物填料逐步被应用于塑料,使用偶联剂处理工机填充剂对热塑性工程塑料进行填充改性也受到了特别重视.
1.2.14.1 偶联剂的作用机理
偶联剂的分子结构中存在着两种性质的官能团,一种官能团能与无机物(玻璃、填充剂.金属)表面的极性基团形成很好的结合(化学的或物理的),另一种官能团则能和树脂进行良好的结合(化学的或物理的),基于此,偶联剂将两种性质差异很大的材料通过化学键结合在一起,从而使复合材料的强度得以提高。
1.2.14.2 偶联剂的常用品种
偶联剂出现的历史虽然不长,但由于在增强塑料中的特殊功能,使其得以广泛应用,所以发展很快,目前已发展为以下五大类若干品种。
①有机酸铬络合物 它系有机酸的络合物,以沃兰(Volan)即甲基丙烯酸氯化铬的络合物为代表,是偶联剂的古老品种。
②有机硅烷偶联剂 有机硅烷偶联剂的结构通式为
R—Si R—X3
式中 R—有机基团,可与树脂反应形成坚固的化学结合;
X—可水解的烷氧基,常用的是甲氧基、乙氧基等,可与填料表面的极性基团发生反应,牢固结合于填料的表面.
硅烷偶联剂是目前应用最多、理论研究较充分的重要偶联剂,发展很快。其主要品种有乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧乙氧基硅烷、Y—氨基丙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷等.
③钍酸酯类偶联剂 这是一类新型偶联剂,目前主要品种已达几十种。这一类偶联剂与硅烷类偶联剂相仿,但以钛为中心原子,由于其高效的偶联功能,对提高材料的力学性能起重要作用,故受到各国的普遍重视,应用日渐扩大。
根据钛酸酯偶联剂的结构特点,到目前为止,已出现单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯型、整合型和配位体型四种类型的钛酸酯偶联剂。
④铝酸酯类偶联剂 铝酸酯类偶联剂是我国独自开发的新型偶联剂品种,其分子结构类似于钛酸酯偶联剂,具有可水解基团和其他有机基团,但以铝原子为中心,目前以DL-411系列产品为主。铝酸酯类偶联剂的作用机理类似于TTS钛酸酯偶联剂,即偶联剂分子一端与填料表面的羟基作用,另一端则与聚合物形成物理缠结作用,广泛应用于多种塑料的发泡成型、挤出、注塑、吹塑成型制品及各种薄膜、打包带、扁丝、色母料、填充母料等塑料制品中。 |