在進行工程塑(sù)料改性的時(shí)候,基於成本和性(xìng)能方麵的考慮,聚合(hé)物都是(shì)是多(duō)組分混合,然後添加一(yī)定量的無機礦物,進行熔融混煉加工(gōng)。
部分(fèn)聚合物分(fèn)子(zǐ)之間以及聚合物和無(wú)機填料之間缺乏親和性,簡單的共混並不能達(dá)到增強性能的目的,甚至起到(dào)相(xiàng)反的作用。為改善這種(zhǒng)情況,配方中添加一定量的偶聯劑是非常有必要的,因為偶聯劑的分子結構是存在兩種不同的化學基(jī)團,一類為(wéi)親無機(jī)基團,另一類為親有機基團,結構式(shì)如下:
(RO)x-M-Ay
RO代表易進行(háng)水解或交換反應的(de)短鏈烷基,M代表中心原子,可以是矽、鈦、鋁、硼等(děng),A代表與中心原子結合穩定的較長鏈親有機基團,如酯基-COR-、長鏈烷氧基(RO-)、磷酸酯酰基等。在材料中的體現為兩種基團分別通過化學反應(yīng)或者物(wù)理(lǐ)作用,一種與填料(liào)表麵相結合,一種與樹脂(zhī)物理纏繞或反應,使表麵性質相差懸殊的填料(liào)和樹脂之(zhī)間得到很好的相容,改善高分(fèn)子材料(liào)之間或(huò)者與填料之間的界麵(miàn)性能,提高界麵的粘合性(xìng),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(yòng)於含矽的填料或(huò)玻璃纖維的表麵處理(lǐ),其結構通式為RSiX3,其中R是與樹脂(zhī)分子有(yǒu)親(qīn)和力或反應(yīng)能力的活性基團(tuán),如氨基、環氧基(jī)、乙烯基、甲基丙烯酰基等,X為能水解基(jī)團,如甲(jiǎ)氧基、乙酰基氧(yǎng)、乙氧(yǎng)基等。此類為水解矽烷,X為氧(yǎng)化基-O-OR時,稱為氧化矽(guī)烷,X為含多硫原(yuán)子基團(tuán)-S-R時,稱為多硫化矽(guī)烷。
| 矽烷偶聯劑品(pǐn)種 | 應用塑料 |
|
乙烯基三乙氧基矽烷
乙烯基三(2-甲氧基)矽烷(wán) γ-丙氧基甲基丙烯基(jī)三甲基(jī)矽氧烷 |
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氧基矽烷 | EP、PF、PA、PUR、PP、PE、PMMA、PC、PS、PVC、聚硫化物 |
| γ-丙硫醇三甲氧基矽烷 | PF、PS、PVC、EPDM、聚碸(fēng)、聚硫化物 |
2、鈦酸酯類偶聯劑
對於熱(rè)塑性聚合物和幹燥的填料,有良好的(de)偶聯效果,它進(jìn)一步擴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效果明顯提高(gāo)。
2.1 單烷氧基型,結構為RO-Ti(OXRY)3,主(zhǔ)要用於PP、PS、PF中。此類偶聯劑對水比較(jiào)敏感,隻適合幹燥填料的偶聯處理,改進型單烷(wán)氧基焦磷酸酯型(xíng),由於分子中含有焦磷酸基(jī)團,克服了單烷氧基類(lèi)偶聯劑的水解性,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(cǐ)類偶(ǒu)聯劑可避免樹脂與其他(tā)助劑發生交換反應,從而擴大了其用途範圍,主要用於PO、PC、聚酯中。
2.4新型氧(yǎng)基型,結構為R1C(R2)(R3)CHOTi(OXRY)3。
3、鋯類偶聯劑
分子結構中含(hán)有兩種有機配(pèi)位基的鋁酸鋯低分子無機聚合物,一種配(pèi)位基賦予(yǔ)其(qí)優良的水(shuǐ)解穩定性,另一種配位基則具有良好的有機反應性,從而能明顯降低填充係(xì)數的(de)粘度,達到偶聯效果,適用於碳酸鈣、高嶺(lǐng)土、氫氧化鋁、二氧化鈦(tài)、二氧化矽等。
4、鋁酸酯類偶聯劑(jì)
可改善製品的物理機械性能,如提高衝擊強度,提高熱變形溫度(dù),可與鈦(tài)酸酯類偶聯劑相媲美,但是價格僅為鈦酸(suān)酯(zhǐ)類偶聯(lián)劑的一半(bàn),具有色淺(qiǎn)、無毒、使用方便等特點,較鈦酸酯偶聯劑的熱穩定(dìng)性更好,對於顏料的分(fèn)散有極(jí)優的效果。
結構式為:(C3H7O)xAl(OCOR)m(OCORCOOR)n(OAB)y
其中(zhōng) m+n+x=3,y=0~2
鋁酸酯(zhǐ)類偶聯劑有兩種品種,分別為乳白色蠟狀固體和淡黃色液體,其加(jiā)入(rù)量為填料量的(de)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重特點,成本低,用途廣。
目前(qián)市麵上主要有兩個牌號:OL-AT1618、OL-ART2760。
6、有機鉻類偶聯劑
分子結(jié)構一端為活潑、可與樹脂反應的不飽和基團,另一端則(zé)依靠含鉻氧鍵與玻(bō)璃表麵上的矽氧鍵通過化(huà)學鍵而牢固(gù)結(jié)合(hé),因此,它主(zhǔ)要用於玻璃纖維(wéi)增強(qiáng)聚酯中。
此外,還有鋯鋁(lǚ)酸酯偶(ǒu)聯劑、硼酸酯類、錫酸酯類、磷(lín)酸(suān)酯類(lèi)等。
聯係我們
