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Herman

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专业: 高分子合成化学

[交流] 适用于有机聚合物复合材料中的硅烷偶联剂及选用推荐

一、适用于有机聚合物复合材料中的硅烷偶联剂
基于有机硅烷偶联剂化学结构和特性，以及在复合材料中应用有关理论阐述，我们不难得出结论：欲采用不同化学结构的有机聚合物和无机物料复合制备成结构型、功能型或通用型复合材料，应该选择不同化学结构硅烷偶联剂（SCA）。实践也已证明：SCA品种没有好坏之分，只有所选的SCA是否适合用于制备具特定性能和用途的复合材料；SCA能否在欲制复合材料界面层充分发挥润湿、相容、化学键合或形成互穿网络界面层等方面作用。因此，应用SCA的首要工作在于利用（化学键合理论、物理吸附理论、界面形成可变形层或约束层）等有关原理，选择化学结构合适的SCA。实践表明选择SCA可以从如下六方面考虑。

1、SCA能否润湿复合材料所用的无机物料，只有能润湿无机物料的SCA才有可能与无机物表面的活性基团化学键合，才有可能通过分之间相互作用将SCA吸附于无机物表面。因此，我们选择硅烷偶联剂时应注意什么样的硅官能最适合润湿所用无机物料。

2、SCA能否与欲制复合材料的有机聚合物或增强（或增容）等无机物料分别发生化学反应，只有通过化学反应，SCA才有可能将两种性质完全不同的物料化学键合与界面层。此外，还需注意他们之间的化学键合速度，其反应速度是否适应于复合工艺过程。

3、SCA中具碳官能团的有机基团与聚合物相容性如何，相容性好坏是SCA能否渗入聚合物、与聚合物的活性基团化学反应，或生成互穿（或半互穿）网络的界面层的关键。相容性的考察取决于溶度参数或硅烷偶联剂在无机表面成膜后所测临界表面能力是否接近。

4、在复合材料界面能否形成互穿网络或半互穿网络结构的界面层，既取决于有机聚合物和硅烷偶联剂在无机物料表面成膜的相容性或界面张力，还与SCA交联成膜速度和聚合物固化速度有关。

5、SCA加入体系不仅不能影响制备复合材料其他助剂应有的作用，最好还有利于其他助剂在复合材料中发挥作用。

6、选用的SCA在使用过程中不产生毒害物质，使用者对其性价比满意，愿意将其用于生产复合材料中。

  除上述六方面可作选用硅烷偶联剂依据外，也可根据聚合物特性推荐选用的SCA，读者可以参考
二、根据聚合物特性推荐可选用的硅烷偶联剂
偶联剂品种                      有机反应性（官能团）          适用（合适的聚合物）
3-氨丙基三乙氧基硅烷                   氨基                丙烯酸、尼龙、环氧、酚醛塑料、PVC、聚氨酯橡胶、三聚氰胺、丁腈橡胶
3-氨丙基三甲氧基硅烷                   氨基                丙烯酸、尼龙、环氧、酚醛塑料、PVC、聚氨酯橡胶、三聚氰胺、丁腈橡胶
苯胺甲基三乙氧基硅烷                苯胺基                用于PCB、聚烯烃的环氧树脂、所有聚合物类型
3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷    甲基丙烯酰氧基          不饱和聚酯、丙烯酸树脂、EVA、聚烯烃
3-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷    环氧基                环氧树脂、PBT、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚硫橡胶
3-氯丙基三甲氧基硅烷                氯丙基                聚氨酯、环氧树脂、尼龙、酚醛塑料、聚烯烃
3-（2-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷    氨基                   丙烯酸树脂、尼龙、环氧树脂、酚醛塑料、PVC、三聚氰胺、聚氨酯、丁腈橡胶
氯丙基三乙氧基硅烷                   氯丙基                聚氨酯、环氧树脂、尼龙、酚醛塑料、聚烯烃
乙烯基三甲氧基硅烷                   乙烯基                用于水汽交联作用的和聚乙烯之间的连接、EP-DM橡胶、SBR、聚烯烃
乙烯基三乙氧基硅烷                   乙烯基                用于水汽交联作用的和聚乙烯之间的连接、EP-DM橡胶、SBR、聚烯烃
脲丙基三乙氧基硅烷                   脲基                沥青结合物、尼龙、酚醛塑料、聚氨酯
巯丙基三乙氧基硅烷                   巯基                橡胶
双（三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物    四硫基团                橡胶

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