有机硅材料及应用.doc

有机硅 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 及应用.doc 有机硅材料及应用 摘要 硅偶作接两不同性材料的烷烷烷烷烷烷烷“烷”烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷分子已在合材料、涂料、 胶粘等行中得到了广泛的用。用硅偶行金属 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面理具有无烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 染、适用面广、成本低、有机涂粘接性能异的点,从而引起了国内外烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 家学者的注,成目前表面理工的研究点。本文其介。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 As the “molecular bridge”, adhering materials with different properties, silane coupling agents has been applied widely in composite materials, coating and adhesive agents. However, it is a new and environments, which has great advantages such as low cost, wide applications and excellent adhesive strength to organic coatings, therefor attracts many experts’ attention. 1.有机硅概述 有机硅材料是分子构中含有硅元素的有机高分子烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 合成材料。有机硅聚合物形式多,按主构的不同可分聚烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 硅氧、聚硅氮、聚硅、聚硅碳等。其中,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 聚硅氧是研究最多、用最广的一。由于同具有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷Si-O-Si主及有机烷烷烷烷 烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷的特殊分子构和成,有机硅聚合物具有独特的异性能:如介性能烷烷烷在大的温度、湿度、率范内保持定,耐氧化、耐化学品、、耐射烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷耐候、憎水、阻燃、耐、防霉菌等特性良,同兼有高分子材料易加工的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷特点,可根据不同要求制成足各用途的品。有机硅材料的些异的性能烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷使其在航空航天、子气、工、化工、、机械、建筑、交通运、医烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷生、等方面均己得到了广泛的用。有机硅材料与高新技息息相,被誉烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷“烷”烷烷烷烷烷烷烷烷烷代工和科学技的工味精,是当今材料展的一个点,也 是衡量一个国家特高分子展水平的重要志之一,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 己成国民中重要而且不可缺少的新型高分烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 子材料。目前,国外各大有机硅厂商加大投模,率先展烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷有机硅,国内各省市也将有机硅材料作高新技品予高度重烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷和先展。 1.1有机硅展概况烷烷烷烷 有机硅材料具有一系列的异性能,迄今已展成技烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷密集、在国民中占有一定地位的化学工的重要分烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 支,并使各行得了巨大的效益。近年来,高新烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 技的展使得有机硅聚合物的品已向功能化、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 精化、化系列化的方向展,其数量多达烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷5000余,而且在烷烷烷烷烷烷不断增加。1863年,法国化学家Friedel和Crafts合成了第一个有机硅化合物“烷”烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷四乙基硅,志着有机硅化学代的始。20世烷30年代,人始有烷烷烷烷烷机硅聚合物行研究,至今己有烷烷烷烷烷烷烷烷烷70多年的史,有机硅的展烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷了以下几个段烷烷:1938年至1965年,Hydepatnode和Roehow致力于高分子研究,1941年Rochow烷“”烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷明直接合成法合成有机硅体,使有机硅的工程始速展。在此期,无是体合成是共聚物合成方面均烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 展迅速,称之展期。烷“烷烷”烷1985年至1989年,化学家又合成了多烷烷烷烷烷烷烷新的有机硅化合物,系地研究了有机硅的化学反,出烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷版了一些著,并合成了硅,明了烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷si以自由基、正离子和离子的形式存烷烷烷烷烷烷烷在。一段系研究及用段,称烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷“烷烷烷烷烷烷”烷高速展段。1990年后,有机硅具有耐高温、耐紫外光老化和良好生物相容性等点,但同又烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷存在度低、附着力差等缺点,科学家始着眼于有机硅的改性使其具有其强烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷它烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂高度、高附着力的良性能,并同强降低成本。一期研究文、利申烷烷烷烷烷烷烷烷烷“烷烷”烷烷烷、著特多,用也空前改性用段。有机硅的已繁,称 有70多年的史,己从硅烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷橡胶、硅油、硅脂向高 功能、高性能化方向展,通各具有反烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷活性的聚硅氧的,研究出多新材料,从而使有机硅的用烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷域迅速大。1.2有机硅与特性烷烷烷烷烷 有机硅聚合物以主构分一烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷般分三:第一聚有机硅氧,烷烷烷烷烷烷烷烷它主要有聚硅氧和聚硅氧烷烷烷烷烷烷烷(聚有机硅氧金属)两烷;第二烷烷烷烷烷烷烷是聚有机硅,烷烷构中硅原子直接相;第三烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷聚有机硅,构中硅原子与原子相。有机硅聚合物具有低表面力、良好的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷透率、良渗 的疏水性、低玻璃化温度以及耐温、耐候等烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷越性能,从而有机硅在高分子材料科学中的用起着烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷极重要的作用。众所周知,有机硅的性能在很大程度上与它独特的分子构密相。低表面烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷力,甲基上的三个烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷原子因甲基的旋占有大空,增加了相硅氧分子之的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷距离。根据分子作用力原理,范德烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷力与分子距离的六次方成反比,故聚二甲基硅氧分子作用力烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷比碳化合物要弱得多,从而它的表面力烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷比相近摩量的碳化合物小,致硅氧在界面上易展。良好的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷透率。硅氧能降低体系的表面力(烷渗25mN/m),能促烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷溶液透气而孔入表皮内部,从而极大地增大渗了聚合体系的渗透率。良的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷疏水性。硅原子在化合物中于四面体中烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷心,根据四面体构,两个甲基垂直于硅与两相氧烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷原子接的平面上。此外,Si-C烷烷烷烷烷,以致两个非极性的甲基上的三个烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷就像撑的,使它具有很好的疏水性。低玻璃化温度。有机聚硅氧是由无机硅氧和有机碳烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷两部分成,加上相大的Si-Si烷角(145度)以及低的弯曲力,些特烷烷烷点大大促烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷了有机硅的流性,降低其玻璃化温度。耐高温、耐候、抗氧化性。硅原子具有特殊的子构和空的烷烷烷烷烷烷烷d烷烷烷烷道,构决定了硅化物与碳化合物具有不同的成能力烷烷烷:即硅原子能与子烷烷烷烷烷或孤烷子形成共扼,从而使得Si-0烷烷烷烷具有部分双性(与C-O(344.4kJ/mol)相比,其烷能(422.5kJ/mol)要大得多,并且硅与其他原子形成双烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷的可能也很小。就致了有机硅化合物具有耐高温、耐候和抗氧化等烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷越性能。毫无疑,有机硅的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷越性能极大地促了有机硅研究的深入和有机硅新材料的出。通烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷和添加新的步配合技的添加, 通改交方式、共聚、共烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷混等改性技有机 聚合物与有机硅材料合,是当前有机硅技展的重要方向。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷2.偶联联 偶是一重要的、用烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷域日广泛的理,主要用作高分子合材烷烷烷 料的助烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷。偶的繁多,主要有硅偶、酸偶、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷酸偶、双金属偶、磷酸偶、硼酸烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷偶等,其中硅偶(Silnae coupling agents,称烷烷“SCA”或“烷”硅)是烷用最早、最广泛的偶,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷它的展至今己有60多年的史,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷随着它在玻璃烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷增材料中的用,合成的强日益繁多,用范也日益大。在,硅偶基本烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷上适用于所有无机材料和有机材料的接表面,己被广泛用在烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷汽、航空、子和建筑等行中。用硅偶行金属理是近年来新的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷表面理工,由于其无烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷毒性、无染、适用广泛、成本低、有机涂有异的粘接性能等点而引起国内烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 外学者的注,有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷望取代的磷化、化等境容易造成染的理工。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷尽管使用硅偶行金属理 有一定的理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷依据,但由于其繁多,物理和化学特性差异大,且硅偶聚合物具有性,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷硅每因此,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷行的金属理的工参数有所不同。本文将化几硅偶(KH- 550、KH-560、KBM-7103),其在金属理及有机涂中烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷的用烷烷烷烷烷烷烷烷烷做一探索研究。 2.1硅偶的展史联联联联联联联联联 硅偶于烷烷烷烷烷烷烷烷上世40年代由美国合碳化物烷烷烷烷烷烷烷公司(UCC)和道康宁公司(DCC)首先。最烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷塑料中。初把它作强玻璃的表面理而用在玻璃增1947年Johns Hopkins大学的Ralph.k.witt等在一份写海烷烷烷“”烷秘密械局告中指出,用烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷丙基三乙氧基硅理玻璃而制成的不和聚酷合材料的度强烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷采用乙基三硅理玻璃的两倍,从而了硅偶用的史,并烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷极大地刺激了硅偶的研究与展。从烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷上世50年代至60年代,相出了烷烷烷烷烷烷氨基和改性氨基硅,以后又了耐硅、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷阳离子硅、重氮和叠氮硅以及Q一官能硅等等。烷烷烷烷烷烷烷烷我国1950年中科院化学所研制成KH-550、KH-560、HK-570、HK-590等r型硅偶并相投烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷入生。1954年以来,南京大学周立烷烷烷烷烷烷烷烷烷等合成了一系列Q型官能的硅偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷刑,并用于硅橡胶的生中,硅偶与烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷r位官能硅偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷刑相比,具有原料丰富、价格便宜等特性。随着一系列新型硅偶的世,特是烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷它独特的性能与著的改性效果使其用烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷—烷硅域不断大。硅偶是有机硅工中三大品 油、硅橡胶、硅烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂之后的第四大,在有机硅工中 的地位日烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷重要,己成代有机硅工,有机高分 子工,合材料工及相高技烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷域中不可缺少的配套化学助。2.2硅偶的构及其作用机理联联联联联联联联联联联联联 3硅偶分子中含有两不同的反性基,其化学构可以用烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷Y-R-Si氏表示,式中:X和Y反特性不同,烷烷烷烷烷烷X是可行水烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷解反并生成硅基(Si-OH)的基,如氧基、乙氧基、素等,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷X具有与玻璃、二氧化硅、陶土、一些金属如、、、等合的能力,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷Y是可以和聚合物起反从而烷烷烷提高硅与聚合物的反性和相容性的有机基,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 如乙基、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷氨基、氧基、琉基等,R是具有和烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷或不和的碳,通烷烷烷它把Y与Si原子接起来。正是由于硅偶分子中存在有机和无机烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷的两功能,烷烷烷烷“烷”烷烷烷烷分子,因此可作接无机材料和有机材料的把两性殊的材料接起来,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷即形成无机相-硅偶烷烷烷烷-有机相的合,从而增烷烷烷烷烷烷烷加烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂基料和无机料、填料的合。硅偶在 提高合材料性能方面的著效烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷果,早己得到确烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷,但如何解偶的作用机理,至今没有一理能烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷解所有的事。人提出的理,于某一方面或某个偶来是烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷很成功的,但除它之外的就无能力了。些烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷充分明了硅作用机理的性。 目前有硅在材料表面行的理主要有化学合烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 理、物理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷吸附理、表面浸理、可逆水解平衡理、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷酸碱相互作用理等,其中大家最熟悉、烷烷烷烷烷烷用最多的是化学合理。 2.2.1化学合理联联联联 烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理硅含有的两不同化学官能,一端能与无机材料(如玻璃烷烷、硅酸烷烷烷烷烷烷烷烷烷、金属及其氧化物)表面的基反生成共烷烷烷烷烷烷烷烷烷价;另一端能与烷烷烷烷烷烷烷脂生成共价,从而使两性差烷烷烷“烷”烷烷烷烷烷烷偶起来,起到很大的材料提高合材料性能的作用。B.Arkle烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷硅的作用程反模型,模步提出了四 型属于分子合机理模型,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷即(l)与硅相的烷烷3个Si-X基水解成Si-OH;(2) Si-OH之烷烷烷烷烷烷烷脱水合成含Si-OH的低聚硅氧烷;(3)低聚物中的Si-OH与基材表面上的OH形成烷烷;(4)加烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷固化程中伴随脱水反而与基材形成共价烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷接。一般,在界面上SCA的硅基与基材表面烷烷烷烷烷烷烷烷只有一个合,烷烷烷烷烷烷烷剩下两个Si-OH,或者与其他SCA中的Si-OH烷合,或者游离状 烷烷烷烷烷烷。其反程如2.1所示。下面利用化学合理来烷烷烷烷烷烷烷解SCA烷有机物、无机非金属材料、金属材料的作用机理。 2.1 硅偶化学合理模型烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 2.2.1.1硅有机物的作用机理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 目前使用的聚合物多多,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷既有固性的,也有塑性的,它烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷大多数分子中都具有特定的官能,而表了聚合物的特性。一烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷般,硅于固化程中伴随着化学反的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷固性脂效果最明,而于缺乏反性和烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷极性基的塑性脂效果差。所以,硅偶通式YRSiX3凡中的Y基聚合物具有反性。如含有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷胺基的硅烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷能与氧脂和聚氨生化学反,酚脂和三聚烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷胺脂的固化也有催化作用,故适用于氧、酚烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷、三聚胺和聚氨等脂,但不和聚酷的固化有阻聚作用,因此不适用于不和聚烷烷烷烷烷烷脂;含有不和烷烷烷烷双(如乙基、烷烷烷甲基丙烷烷烷基)的硅含不和的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂(如聚、烷烷烷烷烷烷烷丙酸脂)特有效,烷烷烷含有氧基的硅,氧烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂与不和聚酷脂特有效硅烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷固性脂的作用机制在于形成化学而不在 于物理相容性。原因在于合材料的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷度有决定性影响的是强硅的有机烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷官能基的反性,而不是硅的界表面力(rc)和溶解度参数与烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂是否相近。塑性脂中缺乏高反性基,很形成化学,特是烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷极性小的聚脂没有形成化学的作用机制,但在烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂中有极性的聚酸胺、聚胺、聚碳酸烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷、聚、聚乙等仍有相当大程度的成的机制。 2.2.2硅无机联联联联联联联联联联联联联联非金属材料的作用机理 硅偶同无机烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷非材料的合,是从硅低聚 物与无机材料表面的基作用始的。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷所以于表面具有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷基的无机材料,如玻璃、二氧化硅、氧化等,硅偶的作用效烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷果好。反之,于表面不具有基 的材料,如炭黑、石墨、碳酸烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷等,就很出相的效果。有些无机填料(如玻璃烷烷)烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷然其表面无游离的基,但也能形成合,是由于在填料表面生成了硅偶的聚合烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷薄膜,其外的有机官能可以与聚合物生烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷牢固的合。表2.1列出了硅偶各无烷烷烷烷烷烷烷烷机非金属材料的理效烷烷烷烷烷果。 表2.1硅偶无机烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷非金属材料的理效果 2.2.3硅金属材料的作用机理联联联联联联联联联联联 硅与金属表面的反目前有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷2烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷解,一是硅醇与金属表面的氧化物或水化物起了反,如烷烷烷烷烷烷烷烷2.2所示;另一是偶烷烷烷烷烷烷烷烷上的氮原子与金属表面原子生了合作用,如烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷2.2所示。 2.2 硅与金属表面可能生的反烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷 化学理也有其烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷局限性,无法解什有些硅烷尽管不会与某些聚合物(如聚乙、聚烷烷烷烷烷丙)烷烷烷烷烷烷烷烷生化学反,但却是十分有效的硅偶。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷另外化学的分子机理于, 是一理烷烷烷烷烷烷烷烷烷想情况,上SCA的用量是多于分子的烷烷烷烷烷烷烷烷烷需要,在界面中的厚度大于分子,多余的偶起交作用。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷所以需要其他理烷烷烷烷充。 2.3 物理作用理联 物理作用理主要烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷包括形理、拘束理和摩擦烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理,它从减界面力的点出来解偶的作用。1965年Hooper在烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷件的疲性能研究中提出了形理。他偶在界面中是可塑的,它可在界面上形成一个厚度大于IOOA遭受破坏烷烷烷烷能自行 愈合的柔烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷性形,此形不但能松弛界面的力而且能阻止界面裂烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷度。的,强因此改善了界面粘接拘束烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷强理在合材料中,存在着高模量的增 材料和低模量的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂的界面区,偶是界面区中的一部分,若此界面区的模量介于增材料和强烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂之,可均匀地烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷力。人通大量提出的界面理有两点是成功的:一是以官能理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷基的界面散理;二是以表面能出点的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷界面理。摩擦烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理硅与被粘物的粘接是基于摩擦作用,提高界面的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷合材料摩擦界系数,增加面的粘接度。摩擦力,增强强2.4 表面浸联联联理(或表面能理)联 烷烷烷理由Zisman于1963年首先提出。他烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷要得到良好的界面粘接作用的基体烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷材料脂,增或填强料具有良好的浸性。浸性的好坏可用接触角θ表示,θ小浸烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷性好,反之差。而由于SCA粘度低、表面力烷烷烷烷烷烷小,玻璃、陶瓷等无机材料及金属表面的θ很小,所以在材料表面可迅速展来,烷烷烷烷使表面被偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷所湿。如果完全浸,高聚物在两相界面上物理吸附所烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷度生的粘接比高聚物本强身的内聚度要大。强2.5可逆平衡理联 可逆水解平衡理是烷烷E.PPlueddemna于1970年提出的,无机物烷烷烷烷烷表面的基和硅偶的硅基生可烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷逆化学反,合材料的粘接性和耐水性取决于平衡条件。此理将化学理的特烷烷烷烷烷烷烷烷烷点和拘束烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理性地合起来,又允形理的力松弛。 2.6 酸碱相互作用理联 凡是能分享外来子的物烷烷烷烷烷烷(烷子接受体),如分子、离子、原子等烷烷烷都是广的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷路易斯酸,凡是能提供子的物(烷烷烷烷子予体)都是广的烷烷烷烷路易斯碱。酸碱相互作用即包含了静烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷相互作用,又包含了共价的相互作用,所以,也是一化学的理。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷酸碱理,不同金属表面的等点不同,生的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷酸碱反也不同。酸碱反于硅在金属表面的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷度的改善有着重要取向以及粘接影响强,但构成粘接度的耐湿性强烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷却并不主要是粘接界面的酸碱反。除了以上理外,有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷散理、相容理、静吸引理、相互穿网烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理、弱界理、形成理。然些理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷各自都有一定的依据,但都只是从某个角度解硅界面的增强机理,有一定的局限性。所以,迄今偶的作用机理烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷仍无一完善的理。但化学理能烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷解多的事和象, 推烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷偶的展起一定的指作用,仍是众多学者解烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷硅作用机理的理依据。 3.硅偶的用联联联联联联联联联状 目前,硅的用主要集中在烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷五大域:( l)在玻璃烷烷烷烷烷烷增合材料强及橡胶工中的用烷烷烷烷烷;(2)烷理无机填料后在有机-无机烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷米合材料中的用;(3)在涂料中的用烷烷;(4)在有机胶粘中的用烷烷烷烷烷;(5)作表面改性。烷烷烷烷烷烷烷3.1作表面改性烷烷烷烷烷烷 硅偶的中烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷心含是偶,即其反性有机基与聚合物相,水烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷解性基水解后与无机物相,但在硅偶的含有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷所展,即有机基可以是油性或水性的惰性(无反烷活性)有机基,的硅偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷只与无机材料表面反,烷烷烷予材料表面以油(憎油)、水烷烷(憎水)、脱膜等特性,而不与聚合物反,烷烷所以的硅偶称表面改性烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷更合适,但大多数文献仍称之硅偶。硅表面改性的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷典型有机基及其特性和用途如表2.2所示。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷晨利用表面涂的方法,在PPS/PES共混物中引入有机硅偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷界面,果表明偶界面的形成共烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷混物的熔融、晶行以及抗冲性能具有深刻的影响。王国宏以硅偶改性烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷米TiO2烷烷烷行改性后,油化度达74.2%,并能好地分烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷散于二甲苯和己中。米SiO2烷烷烷油性物,与有机基材合力烷烷烷烷烷烷烷烷烷很差,以硅(MPTMS)烷烷烷烷烷烷烷理表面,再以甲基丙酸体,在其表面行烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷原位聚合反,改性后的SiO2具有的烷烷烷烷烷烷烷强油疏水性。4.硅偶的使用方法联联联联联联联联联 硅偶的使用方法主要有烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷:(l)表面理法,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷即用硅偶刑理增强材料或填料表面,使用可将偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷配成水溶液或非水溶液:(2)整体和烷烷法,即将偶直接加到烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂中,使用偶不稀直接与脂混合;(3)打底法,即被接物表面烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷事先用稀了的偶涂。 4.1表面理法烷烷烷 本法大致上分烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷干法和湿法,但无哪方法都是将硅偶均烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷匀地包覆在填料上,因此必致地考烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理工。硅偶的加入量可根据填料的比表面大烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷小行整,当填料表面不确定,一般是填料重量的1%,烷烷上烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理比重小的填料,以1%(w)的硅偶均烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷匀地包覆填料全部的表面是困烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷的,因此最好是用水、溶稀后再 行使用。理后烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷填料的干燥条件也是影响合材料的重要因素之一。从2.1反烷机理出的的无机物与硅偶的反模式来烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷看,加烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷干燥后部分脱水形成共价,硅偶牢固地固定于无机物表面,当干燥不充分,有多成烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷残留状很容易从外部吸入水分,影响烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷合材料的性能。若合材料的性达不到烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷所的指,需重新制定工条件。 4.2整体烷烷烷混法 在不能使用理法的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷情况下或者用理法不 充分,可以烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷采用整体混法。方法是在与无机物和有机基材混合烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷添加硅偶,其主要特点是填料不必烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷理,而且硅偶的度也可任意整,在制加烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷入量高的合材料,也可以作母料使用。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷合材料的性能与硅偶的、使用方法和有机基材 的配合、混合、烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷混合温度等条件有很大的系,所以在使用最好是先后烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷再确定最佳的适宜条件。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷了达到同的改性效果,一般情况混法硅偶加入量是表面理法的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷三倍,也可定聚合物重量的1.0%,适当增减以求出其最佳用量。有人用各烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷脂比了混法及表面理法的缺点。在大多数烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷情况下,整体混法效果于表面理法。烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷混法的作用程是硅偶从脂迁移到烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷或填料表面,而与填料表面作用。因此,硅偶烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷入脂后,放置一段,以完成迁移程,而后再烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷行固化,方能得佳的效果。 5.硅偶的联联联联联联联 自硅偶世以来,烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷氨基硅和改性氨基硅的品多,用也成烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷熟,并且有新的展。而氧 化、叠氮硅被烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷公有效的品很少。近年来新的硅主要有氧硅、异烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷酸型硅、合型硅、 含氟硅、乙基硅、聚合物型硅。表烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷2.3烷烷烷烷烷烷烷烷烷了常用硅的、构式、的烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷牌号及其使用的聚合物体系。 2.3 常用硅偶烷烷烷烷 参考文献: 1.烷烷烷烷烷烷烷烷圣玉,,李美江等.有机硅高分子及其用烷烷[M].化学工出版烷烷烷烷烷社,2004:巧 2.Robert.J.P.Corris William.E.Donglas Zhixin Yang Synthesis of Poly(alkynyl silanes)having various aromatic groups in the baekbone[J].Polylm Sci,Part C,1990,28:431-437 3.黄世,强烷烷烷烷烷烷烷烷争光,李盛彪等.新型有机硅高分子材料[M].化学工出版烷烷烷烷烷社,2004:47. 4.曹烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷生,刘白玲,小波等.有机硅-丙酸脂烷烷烷烷烷烷烷烷共聚方法[J].中国科学院研究生院学 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