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偶联剂—增强塑料必不可少的粘接剂

发布日期:2020/11/10 13:11:15

为了提高树脂与增强材料的粘接能力,有些增强材料在使用前需用偶联剂进行表面处理。不同树脂和增强材料选用不同的偶联剂。

偶联剂作用原理:

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。

偶联剂已发展为以下五大类若干品种:

老品种偶联剂——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。

应用最多的偶联剂——有机硅烷偶联剂

有机硅烷偶联剂的结构通式为R—Si —X3

R—:氨基、巯基、氰基、乙烯基、环氧基、及甲基丙烯酰氧基等基团,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.

新型偶联剂——钛酸酯类偶联剂

钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。对于热塑型聚合物和干燥的填料,有良好的偶联效果.

这类偶联剂可用通式:ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n (n=2,3)表示;

RO-是可水解的短链烷氧基,能与无机物表面羟基起反应,出现化学偶联;OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,这些基团很重要,决定钛酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基赋予有机物一定的触变性;焦磷酰氧基有阻燃防锈,和增强粘接的性能。

这一类偶联剂与硅烷类偶联剂相仿,以钛为中心原子,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。但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,故受到普遍重视,应用日渐扩大。

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,其分子结构式为:(C3H7O)x·Al(OCOR)m·(OCOR²)n·(OAB)y 类似于钛酸酯偶联剂,以铝原子为中心,具有可水解基团和其他有机基团,目前品种:有SG-Al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF、防沉降性铝酸酯ASA。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,即偶联剂分子一端含有可与活泼氢反应的基团,因而能与含羟基、羧基或表面吸附水的无机填料发生键合作用,改善无机填料与有机聚合物的亲和性和结合力,另一端则与聚合物形成物理缠结作用,从而产生防沉效果,还可提高粘接强度。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。

其它偶联剂:

锆类偶联剂是含铝酸锆的低分子量的无机聚合物。此外还有镁类偶联剂和锡类偶联剂。

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