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在橡膠與塑料加工中,越來越普遍使用各種來源廣泛、價格低廉或性能特異的無機材料作為橡膠與塑料的填充劑或補強劑,這樣不僅可以降低製品的成本,而且加入了這些無機材料後,還賦予了橡膠和塑料製品各種寶貴的性能,這對於擴大塑料和橡膠製品的應用範圍具有重大意義。例如在加入碳酸鈣、滑石粉可可提高製品的耐衝擊和耐磨性,加入高嶺土可提高製品的電絕緣性,加入二氧化矽可提高製品的剛度和耐磨性;加入二氧化鈦可提高製品的白度、硬度劑耐磨性等等。其他如許多工業廢渣無機材料,經過研究對橡膠及塑料製品的製造,提高製品的性能都有很好的作用。但在開發應用這些無機材料時,最為重要的就是如何對其進行表麵處理和改性,這是這些材料能否成功使用的關鍵,而對這些無機材料的表麵處理技術與偶聯劑是密不可分的。

偶聯劑它是一類具有兩性結構的化合物,它們分子中一部分基團可與無機物表麵的化學基團反應,形成很強的鍵合作用,另一部分基團則有親有機物的性質,可和橡膠塑料等有機高分子聚合物分子進行化學鍵合,從而把橡膠塑料等有機高分子聚合物和無機材料,這兩種性質完全不同的牢固的結合在一起。所以偶聯劑又稱之為表麵處理劑或架橋劑、促交聯劑。

偶聯劑的發展是和塑料和橡膠等高分子材料工業的發展緊密聯係在一起的,我們國家從上個世紀六十年代第一個矽烷偶聯劑品種率先開發成功後,經過40多年的努力,乞今為止已形成了以矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑係列為主體,鋁酸酯、鋁鈦複合偶聯劑及稀土偶聯劑等為補充的偶聯劑工業體係。

一.    矽烷偶聯劑

矽烷偶聯劑是目前應用最為廣泛、品種最多、用量最大的一類偶聯劑。其化學結構式一般以:YRSiX3表示。結構中具有兩個活性官能團,一個是與矽原子聯接的官能團,又稱為無機端,另一個是與亞烷基聯接的官能團,又稱為有機端,無機端經水解後與無機物界麵反應,有機端則與橡膠塑料等高分子聚合物的有機界麵進行作用,式中R係與聚合物分子有親和力或反應能力的活性其分子官能團,如氨基、乙烯基、巰基、環氧基、氰基、硫醇基、甲基丙烯酰氧基等。X為能夠水解的烷氧基如甲氧基、乙氧基以及氯等。當偶聯劑發生作用時,首先SiX3發生水解,形成矽醇,與無機物表麵的羥基反應,而X烷氧基的另一端則與橡膠塑料等高分子聚合物的有機界進行鍵合,再加上R基團與橡膠塑料等高分子聚合物的親和力,因而改善了複合材料組分之間的結合力。使橡膠塑料等高分子聚合物製品的性能大大提高。

矽烷偶聯劑的品種很多,應用時用量一般為無機物重量的0.25%~0.5%。用量過多,效果並不理想。橡膠行業用的矽烷偶聯劑主要有Si69等。

二.    鈦酸酯偶聯劑

隨著聚合物工業的發展,為了解決矽烷偶聯劑對聚烯烴等熱塑性高分子材料缺乏偶聯效果的問題,上個世紀七十年代發展了鈦酸酯偶聯劑。其對熱塑性聚合物熱固性塑料以及合成橡膠等填充體係均有較好的偶聯效果。鈦酸酯偶聯劑主要有4類即單烷氧基型、單烷氧基磷酸酯型、鼇合型和配位型。其作用機理比較複雜,目前在橡膠工業中應用不是很廣泛,在此不作詳細介紹。

三.其他類偶聯劑

鋁酸酯、鋁鈦複合偶聯劑及稀土偶聯劑等在橡膠工業中也沒有基本沒有應用,在此也不作詳細介紹。

化工公司   葉劍雄

 

 


 

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