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1.1硅烷的结构Y-R- Si Men X3-n Y (有机基团)1、环氧epoxide;2、甲基丙稀酰氧基methacrylate;3、巯基mercaptan (SH);4、氨基amine;5、烷基alkyl;6、异基isocyanate;7、乙烯基vinyl。注:X为可水解基团,可与含羟基无机材料反应。X 基团越大,水解越慢,主链上的Me基团进一步减慢了水解反应。X (可水解基团)Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-注:Y为有机官能团,可与高分子发生化学反应或形成氢键等,从而与高分子形成牢固的结合。1.2常用硅烷
1.3硅烷的偶联和交联作用
有机(聚合物)分子之间形成化学键每个已接枝的硅烷基团(-Si[OR]3)含有三个可交联点.交联需要湿气并放出醇.交联提高耐化学性和耐UV性.如用于:交联聚乙烯电缆,管材;水性涂料的耐水性,耐化学品,耐擦洗。1.4硅烷的偶联作用1、在有机-无机界面形成化学键接;2、防止湿气沿着界面渗透;3、防止界面破坏;4、将强度由填料传递到树脂;5、提高填料的分散性或降低材料的粘度。1.5硅烷的水解反应
所有硅烷都对湿气敏感。通常 X= 甲氧基、乙氧基、异丙氧基等。X = Cl 迅速水解,但很少用因水解的产物 (HCl) 有腐蚀性。影响硅烷水解和缩聚反应的因素1、硅烷在水中的浓度2、硅烷水溶液的pH值3、催化剂4、硅烷的水溶解性5、空间位阻和极性因素
而Si-OH既可与其他分子中的Si-OH或被处理基材表面的Si-OH发生缩合脱水反应形成Si-O-Si键结合,甚至还可与某些氧化物反应,生成稳定的Si-O键合,从而使硅烷得以和无机物或金属连接。
硅烷偶联剂配成溶液,有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散,溶剂是水和醇配制成的溶液,溶液一般为硅烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇一般为乙醇(对乙氧基硅烷)甲醇(对甲氧基硅烷)及异丙醇(对不易溶于乙醇、甲醇的硅烷)因硅烷水解速度与PH值有关,中性慢,偏酸、偏碱都较快,因此一般需调节溶液的PH值,除氨基硅烷外,其他硅烷可加入少量醋酸,调节PH值至4-5,氨基硅烷因具碱性,不必调节。因硅烷水解后,不能久存,现配现用,在一小时内用完。
常见的硅烷交联剂有:
脱醇型硅烷:烷基三乙氧基、甲基三甲氧基
脱酸型硅烷:三乙酰氧基、丙基三乙酰氧基硅烷
脱酮肟型硅烷:乙烯基三肟基硅烷、甲基三肟基硅烷
根据缩合反应产物的不同,可以把单组分室温硫化硅橡胶分为脱酸型、脱酮肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型、脱丙酮型等不同类型,其中,前3种为大规模生产的通用产品。
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