




***偶联剂应用研究
***偶联剂在新材料中的应用研究
***偶联剂的应用面极广,可以处理有机材料,也可以处理无机材料,通过***偶联剂的处理后材料的某些性能会得到显著提高。以下介绍几种***偶联剂的在新材料中的具体应用研究。
在光材料中的应用
西安交大***研究了***偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析,当***偶联剂为2.5%时,有机载体的表面张力可从约30 mN/m 降低至25.69 mN/m,提高了铝1粉颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用,从而减少划痕和灰化,进而可使铝电极的接触电阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。氯***及乙酰氧基***水解过程中,将伴随严重的缩合反应,也不适于制成水溶液或水醇溶液使用。
有学者将目光对准了玻璃的发光性能,这种玻璃是***偶联剂改性的芪3 掺杂铅-锡-氟磷酸盐的玻璃。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅锡氟磷酸盐玻璃,获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃,这种玻璃有更好的投射性和均匀性。
在纳米级材料及复合材料中的应用
复合材料由于其优异的性能,越来越受到大家的青睐,但是复合材料的固有缺点不能消除,通过利用***偶联剂的加入可以制备性能更佳的复合材料。纳米材料中加入偶联剂后就像增强体一样,可以显著提高材料性能。
用硅酸钠制备纳米SiO2乳液,用氯化铵控制粒径大小,然后与天然胶乳共混共沉制备出SiO2/NR复合材料。橡塑、弹性体随着市场对制造黑色以外的多种颜色人造橡胶的需要增长,且要求其具备与含碳黑配方相类似的机械性能,***偶联剂勿庸质疑地在使无机填料和有机弹性体有效结合中扮演重要角色。经过***偶联剂处理的纳米SiO2 在复合材料中分散均匀,力学性能较好。除了无机复合材料,在纳米氧化锌制备中也加入了***偶联剂,采用的***偶联剂有KH550、KH 560、KH 570对纳米ZnO进行了改性,研究表明***偶联剂KH570改性效果较好,改性后纳米ZnO 粉体表面包覆了KH 570,晶型没有发生明显改变但分散性变好。
除了制备纳米级的材料的研究,在复合材料中也有应用,如偶联剂在复合水泥砂浆中应用研究,研究结果表明,0.5%-1%***偶联剂的水溶液能较大幅度地提高多种复合水泥砂浆的抗折强度和抗拉强度,且能提高普通水泥砂浆和聚合物改性水泥砂浆的稠度,但会使其分层度略有增大。3、电线电缆:用***偶联剂KH-570处理填料填充氧化物交联的EPM和EPDM体系,改善了消耗因子及比电感容抗。又如采用***偶联剂KH-550对废环氧模塑料粉(废EMC粉)进行表面改性并制备了相应的改性废EMC粉/PVC复合材料,提高了拉伸强度、冲击强度和弯曲强度,而且也大大改善了废EMC 粉和PVC之间的相容性,提高了界面结合强度。
***偶联剂使用方法
***偶联剂使用方法
①表面预处理法:将***偶联剂配成 0.5~1%浓度的稀溶液,使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层,干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无害的乙醇、异1丙1醇为宜。偶联剂是通过化学反应和无机颜填料表面进行偶联结合并和高分子基料进行交联,把两种不同性质的物质结合起来,起桥梁作用,从结合强度,提高颜、填料在基料中的分散程序以及降低界面自由能的幅度,偶联剂都大大胜过表面活性剂。除氨烃基***外,由其它***偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将 pH 值调至 3.5~5.5。长链烷1基及本基***由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。氯***及乙氧基***水解过程中伴随有严重的缩合反应,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。水溶性较差的***偶联剂,可先加入 0.1~0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂,然后再加水加工成水乳液使用。
②迁移法:将***偶联剂直接加入到胶粘剂组分中,一般加入量为基体树脂量的 1~5%。涂胶后依靠分子的扩散作用,偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。电线电缆乙烯基***从二十世纪七十年代年开始用于交联聚乙烯均聚物及其共聚物,交联聚乙烯用作电线电缆绝缘材料和护套,适用于高耐温性。对于需要固化的胶粘剂,涂胶后需放置一段时间再进行固化,以使偶联剂完成迁移过程,方能获得较好的效果。实际使用时,偶联剂常常在表面形成一个沉积层,但真正起作用的只是单分子层,因此,偶联剂用量不必过多。***偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法,前者是用稀释的偶联剂处理填料表面,后者是在树脂和填料预混时,加入偶联剂的原液。***偶联剂配成溶液,有利于***偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为***(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基***)甲1醇(对甲1氧基***)及异0丙1醇(对不易溶于乙醇、甲1醇的***)因***水解速度与PH值有关,中性***慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的PH值
③底面法:将5%-20%的***偶联剂的溶液同上面所述,通过涂、刷、喷,浸渍处理基材表面,取出室温晾干24小时,在120℃下烘烤15分钟。
④直接加入法:***亦可直接加入填料/树脂的混合物中,在树脂及填料混合时,***可直接喷洒在混料中。偶联剂的用量一般为填料用量的0.1%-2%,(根据填料直径尺寸决定)。然后将加过***的树脂/填料进行模塑(挤出、压塑、涂覆等)。
偶联剂也称表面处理剂
偶联剂也称表面处理剂,实际上是一种增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质。填料表面经***偶联剂改性后,使涂料的的粘度大幅度降低,即使增大颜料或填料添加量也不会影响涂料的流动,起到增加涂料产量、降低生产成本的作用。大多数无机填料属亲水性,与聚合物难以相 容,如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。但是经过各种偶联处理后能使填料表面的亲水性变成亲有机物性,偶联剂在填料和聚合物之 间通过物理的和化学的作用使它们紧密相连从而达到良好的机械强度。
偶联剂能够提高耐久性,主要是因为以下几个方面:
①粘接界面形成化学键或氢键结合,使界面变得更牢固、更稳定。
②改变了环氧树脂与填料的结合性能,使胶层内聚强度增加。
③形成了环氧胶黏剂和被粘物与聚硅氧烷的新界面,防止水分和湿气渗透到界面,有了阻挡层,增强了抗御环境腐蚀能力。