在進行工程塑料(liào)改性的時候,基於成本和性能方麵的(de)考慮,聚合物都是是多組分混(hún)合,然後添加(jiā)一定量的無機礦物,進行熔融混煉加工。
部分聚合物分子之間(jiān)以及聚合物和無機填料之間缺乏親(qīn)和性,簡單的共(gòng)混並不(bú)能達到增強性能的目的,甚至起到相反的作用。為改(gǎi)善(shàn)這種情(qíng)況,配方中添加一定(dìng)量的偶聯劑是非常有必要的,因為偶聯劑的分子(zǐ)結(jié)構是存在兩種不同的化學基團,一類為親無機基團,另一類(lèi)為親有(yǒu)機基(jī)團,結(jié)構(gòu)式如(rú)下:
(RO)x-M-Ay
RO代表易進行水解或交換反應的短鏈烷(wán)基,M代表中心原子,可以是矽、鈦、鋁、硼等,A代表與中心原子結合穩(wěn)定的較長鏈親有機(jī)基團,如酯基-COR-、長鏈(liàn)烷氧(yǎng)基(RO-)、磷酸酯酰基等。在(zài)材料中(zhōng)的體現為兩種基團分(fèn)別通過化學反應或者物理作用,一種與填料表(biǎo)麵相結合,一種與樹脂物理纏繞或反應,使表麵性質相差懸殊的填料和樹脂之間得到很好的相容,改善高(gāo)分子材料之間或者與填料之間的界麵性能,提高界麵(miàn)的粘合性,改善填充或增強後的高分子材料的性能。
1、矽烷偶聯劑
主要用於含矽的填料或玻璃纖維的表麵處理,其結構通式為RSiX3,其中R是與樹脂分子有親和力或反(fǎn)應能力的活性基團,如(rú)氨基、環氧基、乙烯基、甲基丙烯酰基等(děng),X為能水解基團,如甲氧基(jī)、乙酰基氧、乙氧基等(děng)。此類為水解矽烷,X為氧化基-O-OR時,稱為氧化矽烷,X為含(hán)多硫原子基團-S-R時(shí),稱為多(duō)硫化矽烷。
| 矽烷偶聯劑(jì)品種 | 應用塑料 |
|
乙烯基三乙氧基(jī)矽烷
乙烯基三(2-甲氧基)矽烷 γ-丙氧基甲(jiǎ)基丙烯基三甲基矽氧烷(wán) |
UP、PO、PVC、PS、ABS、SAN、PMMA |
| γ-氨丙基三乙氧基矽烷 | EP、PF、PA、PUR、PP、PE、PMMA、PC |
| γ-縮水甘油丙氧基三甲(jiǎ)氧(yǎng)基矽烷(wán) | EP、PF、PA、PUR、PP、PE、PMMA、PC、PS、PVC、聚硫化物 |
| γ-丙硫醇(chún)三甲氧(yǎng)基矽烷 | PF、PS、PVC、EPDM、聚碸(fēng)、聚硫化物 |
2、鈦酸酯(zhǐ)類偶聯劑
對於熱塑性聚(jù)合物和幹燥的填料,有(yǒu)良好的偶聯效果,它進一(yī)步(bù)擴(kuò)大了矽烷偶聯劑的使用範圍,使非極性的鈣塑填充體係的偶聯(lián)效果明顯提高。
2.1 單烷氧基型,結構為RO-Ti(OXRY)3,主要用於PP、PS、PF中。此類偶聯劑(jì)對水比較敏感(gǎn),隻適合幹燥填料的偶聯處理,改進型單烷氧基焦磷酸酯型,由於分子中含有焦磷酸基團,克服了單烷氧基(jī)類偶(ǒu)聯劑(jì)的水解性,可適用於含水填料。
2.2 螯合型,具有高度的水解穩定性,廣泛用於PVC、PS、PF、EP中。
2.3 配位型,結構為(RO)4Ti·(HPOOR)2,此類偶聯劑可避免樹脂與其他助劑發生交換反應,從而擴大了其用途範圍,主要用於PO、PC、聚酯(zhǐ)中。
2.4新型(xíng)氧基(jī)型,結構為R1C(R2)(R3)CHOTi(OXRY)3。
3、鋯類偶聯劑
分子結構中含有兩種有機配(pèi)位基的鋁(lǚ)酸鋯(gào)低分子無機聚合物,一種配位基賦予其優良的(de)水解穩定性,另(lìng)一種配位基則具有良(liáng)好的有機反應性,從而能明顯降低填充係數的粘度,達到偶聯效果,適用於碳酸鈣、高嶺土(tǔ)、氫氧化鋁、二氧化鈦、二氧化矽等。
4、鋁酸酯類偶聯劑
可改善製品的(de)物理機械性能,如提(tí)高衝(chōng)擊強度,提高熱變形溫度,可與鈦(tài)酸酯(zhǐ)類偶聯劑相(xiàng)媲美,但是價格僅為鈦酸酯類(lèi)偶聯劑的一半,具有色(sè)淺、無毒、使用方便等特點,較鈦酸酯偶(ǒu)聯(lián)劑的熱穩定性更(gèng)好,對於顏料的(de)分散有極優的效果。
結構式為(wéi):(C3H7O)xAl(OCOR)m(OCORCOOR)n(OAB)y
其中 m+n+x=3,y=0~2
鋁酸酯類偶聯劑有兩種品種,分(fèn)別為乳白色蠟狀固體和淡黃色液體,其加入量為填料量的0.3~1.0%。
5、鋁鈦複合偶聯劑
兼具鈦酸酯類和鋁酸酯類偶鏈接的雙(shuāng)重特(tè)點,成本低,用途廣(guǎng)。
目前市麵上(shàng)主要有兩(liǎng)個(gè)牌號:OL-AT1618、OL-ART2760。
6、有機鉻類偶聯(lián)劑
分子(zǐ)結構一端為活潑、可與樹脂(zhī)反應的不飽和基團(tuán),另一端則依靠含鉻氧(yǎng)鍵與玻璃表麵上的矽氧鍵通過化學鍵而牢固結合,因此,它主要用於玻璃纖維增強聚酯中。
此外,還有鋯鋁酸酯偶聯(lián)劑、硼酸酯類、錫酸酯類、磷酸酯類等。
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