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?使用硅烷偶联剂的好处

使用硅烷偶联剂的好处

使用玻璃纤维或矿物增强有机聚合物时，聚合物和无机材料之间的界面或界面相涉及许多物理和化学因素之间复杂交叉作用。这些因素和粘合力、物理强度、膨胀系数、浓度梯度和产品性能保持力相关。影响粘合的重要破坏力量就是水分迁移到无机增强的亲水表面。水分侵蚀界面，破坏了粘接。

“真正”的偶联剂在无机和有机材料的界面可以形成耐水键结。硅烷偶联剂具有独特的化学和物理性能，不但增强了结合强度，更重要的是，防止了在复合材料老化和使用过程中在界面上的键结解体。偶联剂赋予了两个相异、难以结合表面之间的稳定结合。

在复合材料中，选择合适的硅烷可以使复合材料的弯曲强度提高40%以上。硅烷偶联剂也增强了涂层和粘合剂之间的结合强度，同时增强了对湿度和其他恶性环境条件的抵抗力。

硅烷偶联剂可提供的其他优势包括：

1、更好的浸湿无机材料

2、复合时具有更低的粘度

3、更光滑的复合材料表面

4、降低无机材料对热固复合材料催化剂的抑制作用

5、更清晰透明的增强塑料

硅烷偶联剂使用方法

硅烷偶联剂使用方法

①表面预处理法：将硅烷偶联剂配成 0.5~1%浓度的稀溶液，使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层，干燥后即可上胶。所用溶剂多为水、醇、或水醇混合物，并以不含氟离子的水及价廉无害的乙醇、异1丙1醇为宜。除氨烃基硅烷外，由其它硅烷偶联剂配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂，有机功能硅烷生产厂家，并将 pH 值调至 3.5~5.5。长链烷1基及本基硅烷由于稳定性较差，不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解过程中伴随有严重的缩合反应，也不宜配成水溶液或水醇溶液使用，而多配成醇溶液使用。水溶性较差的硅烷偶联剂，可先加入 0.1~0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂，有机功能硅烷价格，然后再加水加工成水乳液使用。

②迁移法：将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中，一般加入量为基体树脂量的 1~5%。涂胶后依靠分子的扩散作用，偶联剂分子迁移到粘接界面处产生偶联作用。对于需要固化的胶粘剂，涂胶后需放置一段时间再进行固化，以使偶联剂完成迁移过程，方能获得较好的效果。实际使用时，偶联剂常常在表面形成一个沉积层，但真正起作用的只是单分子层，因此，偶联剂用量不必过多。硅烷偶联剂的使用方法主要有表面预处理法和直接加入法，前者是用稀释的偶联剂处理填料表面，后者是在树脂和填料预混时，加入偶联剂的原液。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1醇(对甲1氧基硅烷)及异0丙1醇(对不易溶于乙醇、甲1醇的硅烷)因硅烷水解速度与PH值有关，中性最慢，偏酸、偏碱都较快，因此一般需调节溶液的PH值

③底面法：将5%-20%的硅烷偶联剂的溶液同上面所述，通过涂、刷、喷，浸渍处理基材表面，取出室温晾干24小时，在120℃下烘烤15分钟。

④直接加入法：硅烷亦可直接加入填料/树脂的混合物中，在树脂及填料混合时，硅烷可直接喷洒在混料中。偶联剂的用量一般为填料用量的0.1%-2%，(根据填料直径尺寸决定)。然后将加过硅烷的树脂/填料进行模塑(挤出、压塑、涂覆等)。

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，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，有机功能硅烷，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，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，如偶联剂在复合水泥砂浆中应用研究，研究结果表明，水性有机功能硅烷，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。

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