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江西化工年第期
硅烷偶联剂的偶联机理及研究现状
高红云张招贵
南昌大学化学系南昌
摘要硅烷偶联剂是应用最广的一类偶联剂。本文主要论述其偶联机理、常用品
种和研究现状。一
关键词硅烷偶联剂偶联机理研究现状
、前言同化学性质基团有机官能基团和可水解基团
硅烷偶联剂最早是于本世纪年代由美的硅烷,其经典产物可用通式一表示
国联合碳化物公司和道康宁公司,。式中为非水解有机基团,包括
首先为发展玻璃纤维增强塑料而开发的,最初链烯基主要为以及末端带有,,,
把它作为玻璃纤维的表面处理剂而用在玻璃纤,,,等官能团的烃基;
维增强塑料中。年等⋯发现用为可进行水解反应并生成卜的基团,包括
烯丙基三乙氧基硅烷处理玻璃纤维而制成的聚。,,,,及等最
酯复合材料可以得到双倍的强度,从而开创了常见的是,,能够与无机材料发生化学
硅烷偶联剂实际应用的历史,并极大地刺激了反应,或吸附在材料表面,从而提高与无机材料
硅烷偶联剂的研究与发展。从年代至年的亲和性。、为两类反应特性不同的活性基
代,相继出现了氨基和改性氨基硅烷,以后又开团。其中易与无机物或矿物质如玻璃、硅石、
发了耐热硅烷、阳离子硅烷、重氮和叠氮硅烷以陶土、粘土、滑石、二氧化钛和一些金属如铝、
及一官能团硅烷等等。随着一系列新型硅烷钛、硅、铁、铜、锌等的键合能力。而则易与
偶联剂的问世,特别是它们独特的性能与显著有机物中的树脂、橡胶等产物有良好的结合。
的改性效果使其应用领域不断扩大,产量大幅正是由于硅烷偶联剂分子中间进存在亲有机和
度上升,据年月报道,我国硅烷偶联剂亲无机的两种功能团,可以把两种不同化学结
年产能力达吨左右,可与美国、德国相抗构类型和亲和力相差很大的材料在界面连接起
衡【。硅烷偶联剂是继有机硅工业中三大产品来,增加涂料和无机底层及颜料,填料与树脂基
——硅油、硅橡胶、硅树脂之后的第四大部类。料间的结合。
其在有机硅工业中的地位日趋重要。已成为现. 硅烷偶联剂的偶联机理
代有机硅工业,有机高分子工业,复合材料工业早在年代即研究了玻璃纤维增强塑料
及相关高技术领域中不可缺少的配套化学助的机理。新近,人们进一步应用新型分析仪器
剂,而且是一种重要的高科技含量,高附加值的为手段,研究剖析了材料界面状态,对吸附。反
有机硅产品。应状态,聚合物基体的黏接,复合材料的补强及
、硅烷偶联剂的结构特征及作用机理老化等过程有了进一步的了解,从而提出了化
. 硅烷偶联剂的结构特征学键合和物理吸附解释。其中化学键合模型被
硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不认为是比较成功的一种解释。
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年月硅烷偶联剂的偶联机理及研究现状
.. 化学键合机理: 程可用下列反应式及下图表示表示玻璃纤
以等处理玻璃纤维为例【引,首维。

形成· ,后者再与玻璃纤维表面的· 伽——
缩合,实现玻璃纤维与硅烷的共价键结合,全过


玻璃纤维
虽然,硅烷偶联剂以单体抑或低聚体形态变为化学键合是主要的。
与玻璃纤维反应的问题尚未一定论,但有一点已.【】对硅烷偶联剂的作用过程提出
。.
经清楚,