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偶聯劑—增強塑料必不可少的粘接劑
為了提高樹脂與增強材料的粘接能力,有些增強材料在使用前需用偶聯劑進行表面處理。不同樹脂和增強材料選用不同的偶聯劑。
偶聯劑作用原理:
偶聯劑的分子結構中存在著兩種性質的官能團,一種官能團能與無機物(玻璃、填充劑.金屬)表面的極性基團形成很好的結合(化學的或物理的),另一種官能團則能和樹脂進行良好的結合(化學的或物理的),基于此,偶聯劑將兩種性質差異很大的材料通過化學鍵結合在一起,從而使復合材料的強度得以提高。
偶聯劑已發展為以下五大類若干品種:
老品種偶聯劑——有機酸鉻絡合物。
它系有機酸的絡合物,以沃蘭(Volan)即甲基丙烯酸氯化鉻的絡合物為代表。
應用最多的偶聯劑——有機硅烷偶聯劑
有機硅烷偶聯劑的結構通式為R—Si —X3
R—:氨基、巰基、氰基、乙烯基、環氧基、及甲基丙烯酰氧基等基團,可與樹脂反應形成堅固的化學結合;
X—:可水解的烷氧基,常用的是甲氧基、乙氧基等,可與填料表面的極性基團發生反應,牢固結合于填料的表面.
新型偶聯劑——鈦酸酯類偶聯劑
鈦酸酯偶聯劑是70年代后期由美國肯利奇石油化學公司開發的一種偶聯劑。對于熱塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶聯效果.
這類偶聯劑可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;
RO-是可水解的短鏈烷氧基,能與無機物表面羥基起反應,出現化學偶聯;OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,這些基團很重要,決定鈦酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基賦予有機物一定的觸變性;焦磷酰氧基有阻燃防銹,和增強粘接的性能。
這一類偶聯劑與硅烷類偶聯劑相仿,以鈦為中心原子,已出現單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸酯型、整合型和配位體型四種類型的鈦酸酯偶聯劑。但由于其高效的偶聯功能,對提高材料的力學性能起重要作用,故受到普遍重視,應用日漸擴大。
鋁酸酯類偶聯劑:
鋁酸酯類偶聯劑是我國獨自開發的新型偶聯劑品種,其分子結構式為:(C3H7O)x·Al(OCOR)m·(OCOR²)n·(OAB)y 類似于鈦酸酯偶聯劑,以鋁原子為中心,具有可水解基團和其他有機基團,目前品種:有SG-Al821(二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF、防沉降性鋁酸酯ASA。以DL-411系列產品為主。
鋁酸酯類偶聯劑的作用機理類似于TTS鈦酸酯偶聯劑,即偶聯劑分子一端含有可與活潑氫反應的基團,因而能與含羥基、羧基或表面吸附水的無機填料發生鍵合作用,改善無機填料與有機聚合物的親和性和結合力,另一端則與聚合物形成物理纏結作用,從而產生防沉效果,還可提高粘接強度。廣泛應用于多種塑料的發泡成型、擠出、注塑、吹塑成型制品及各種薄膜、打包帶、扁絲、色母料、填充母料等塑料制品中。
其它偶聯劑:
鋯類偶聯劑是含鋁酸鋯的低分子量的無機聚合物。此外還有鎂類偶聯劑和錫類偶聯劑。
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