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硅烷偶联剂应用研究

硅烷偶联剂在新材料中的应用研究

硅烷偶联剂的应用面极广，可以处理有机材料，也可以处理无机材料，通过硅烷偶联剂的处理后材料的某些性能会得到显著提高。以下介绍几种硅烷偶联剂的在新材料中的具体应用研究。

在光材料中的应用

西安交大重点研究了硅烷偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析，当硅烷偶联剂为2.5%时，硅烷偶联剂价格，有机载体的表面张力可从约30 mN/m 降低至25.69 mN/m，提高了铝1粉颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用，从而减少划痕和灰化，进而可使铝电极的接触电阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。

有学者将目光对准了玻璃的发光性能，这种玻璃是硅烷偶联剂改性的芪3 掺杂铅-锡-氟磷酸盐的玻璃。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅锡氟磷酸盐玻璃，获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃，硅烷偶联剂Si-602，这种玻璃有更好的投射性和均匀性。

在纳米级材料及复合材料中的应用

复合材料由于其优异的性能，越来越受到大家的青睐，但是复合材料的固有缺点不能消除，通过利用硅烷偶联剂的加入可以制备性能更佳的复合材料。纳米材料中加入偶联剂后就像增强体一样，可以显著提高材料性能。

用硅酸钠制备纳米SiO2乳液，用氯化铵控制粒径大小，然后与天然胶乳共混共沉制备出SiO2/NR复合材料。经过硅烷偶联剂处理的纳米SiO2 在复合材料中分散均匀，力学性能较好。除了无机复合材料，在纳米氧化锌制备中也加入了硅烷偶联剂，采用的硅烷偶联剂有KH550、KH 560、KH 570对纳米ZnO进行了改性，研究表明硅烷偶联剂KH570改性效果较好，改性后纳米ZnO 粉体表面包覆了KH 570，晶型没有发生明显改变但分散性变好。

除了制备纳米级的材料的研究，在复合材料中也有应用，硅烷偶联剂，如偶联剂在复合水泥砂浆中应用研究，研究结果表明，硅烷偶联剂种类，0.5%-1%硅烷偶联剂的水溶液能较大幅度地提高多种复合水泥砂浆的抗折强度和抗拉强度，且能提高普通水泥砂浆和聚合物改性水泥砂浆的稠度，但会使其分层度略有增大。又如采用硅烷偶联剂KH-550对废环氧模塑料粉(废EMC粉)进行表面改性并制备了相应的改性废EMC粉/PVC复合材料，提高了拉伸强度、冲击强度和弯曲强度，而且也大大改善了废EMC 粉和PVC之间的相容性，提高了界面结合强度。

铝酸酯偶联剂具有与无机粉体表面反应活性大、色浅、无1毒、味小、热分解温度较高、使用时无须稀释以及包装运输和使用方便等特点。研究中还发现在PVC填充体系中铝酸酯偶联剂有很好的热稳定协同效应和一定的润湿增塑效果。因此铝酸酯偶联剂广泛应用于各种无机填料、颜料及阻燃剂，如重质碳酸钙、轻质碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钙、滑石粉、石棉粉、钛白1粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、铁红、铬黄、炭黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高岭石、膨润土、炼铝红泥、叶蜡石粉、海泡石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌等的表面改性处理。 经改性后的填料、阻燃剂、颜料，可适用于塑料、橡胶、涂料、油墨、层压制品和黏结剂等复合制品。

铝酸酯偶联剂对许多无机填料/有机物分散体系有明显的降黏作用，其效果可与相应的钛酸酯偶联剂相比。

硅烷偶联剂与玻璃纤维的结合

如果硅烷偶联剂与玻璃纤维的结合操作正确的话属于硅烷偶联剂化学结合。

一般地，使用硅烷偶联剂之前需要用酸或者等离子体处理玻璃表面，硅烷偶联剂使得表面羟基暴露出来

之后，硅烷偶联剂之间、硅烷偶联剂和玻璃表面羟基之间同时进行缩合，得到和玻璃表面化学结合的一层膜。

当然，如果之前对于玻璃的前处理不足的话，那么硅烷偶联剂之间的缩合就会占更大比重，硅烷偶联剂同玻璃表面的化学键就会显著减少，从而降低的稳定性。

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