简介
(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷（4-Vinylphenyl) trimethoxysilane，简称VPTMS）是一种典型的硅烷偶联剂，分子结构中同时包含两类关键活性基团：一是苯环对位的乙烯基（-CH=CH₂），可发生加成聚合等有机化学反应；二是硅原子连接的三甲氧基硅基（-Si (OCH₃)₃），在水或酸 / 碱催化下可水解生成硅羟基（-SiOH），进而通过硅羟基的缩合反应与无机材料表面羟基结合，形成稳定的化学键。
(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷
应用
无机材料表面改性
(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷的应用是对无机材料表面进行化学修饰，解决无机材料界面相容性差、结合力弱的问题。在玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强复合材料生产中，将VPTMS配制成稀溶液，以乙醇 - 水为溶剂，加少量乙酸催化水解，通过浸泡、喷涂或涂覆方式处理纤维表面。此时，三甲氧基硅基水解为硅羟基，与纤维表面的羟基发生缩合反应形成Si-O-Si共价键，而乙烯基则暴露在纤维表面；后续与环氧树脂、不饱和聚酯树脂等基体复合时，乙烯基可与树脂中的双键发生自由基共聚，显著提升复合材料的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击性能，减少界面分层现象。
金属/陶瓷表面改性
(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷可通过硅羟基与铝、铜、不锈钢等金属基材或Al2O3、SiO2陶瓷颗粒表面羟基结合，在表面形成一层含乙烯基的有机硅膜。该膜能隔绝空气和水分，提升金属的耐腐蚀性。
功能膜与吸附材料制备
以(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷为前驱体，与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶反应，在多孔陶瓷或聚合物支撑体上制备杂化膜。乙烯基可通过后续聚合调控膜的孔径和孔隙率，而硅氧烷网络则使膜良好的耐高温和耐溶剂性能，可用于高温气体的分离，或有机溶剂的渗透汽化分离，分离选择性较纯有机膜提升2~3倍。将其接枝到聚苯乙烯微球或纤维素纤维表面，再通过乙烯基的加成反应引入含氨基、羧基等螯合基团的单体。硅氧烷与基材的稳定结合可提升吸附材料的机械强度和耐酸碱性，用于水中 Pb²⁺、Cu²⁺等重金属离子的吸附，吸附容量可达 50~100 mg/g，且重复使用 5 次后吸附效率仍保持 80% 以上[1,2]。
参考文献
[1]Sabri ,Zahrul F ,Rudi K , et al.Effect of Silane Coupling Agent on the Mechanical Properties of Oil Palm Frond Fiber Composite[J].Key Engineering Materials,2022,663955-60.
[2]Preeth S ,Mahajan S D ,Matt S , et al.Improved adhesion of polyurethane-based nanocomposite coatings to tin surface through silane coupling agents[J].International Journal of Adhesion and Adhesives,2021,(prepublish):102948-.