偶联剂
第九章偶联剂.
（2）不饱和烷基 乙烯基三氯硅烷是通过三氯硅烷对乙炔的单分 子加成而制备的。这一反应中要采用过量的乙炔， 尽量减少双分子加成反应的发生。高温条件下， 三氯硅烷也会与烯丙基氯或乙烯基氯反应，生成 不饱和硅烷。
不饱和硅烷主要用作偶联剂，但也可以用作 制造化工产品的中间体。 乙烯基官能团硅烷作为工业用不饱和聚酯的 偶联剂，通常被甲基丙烯酸酯官能团硅烷所取代， 但它仍广泛地应用于含填料的聚乙烯中，它能改 善电缆包覆层的电绝缘性能。 由乙烯苄基氯制得的阳离子型苯乙烯官能团 硅烷，其独特之处是它对几乎所有的热固性树脂 和热塑性树脂都是有效的偶联剂。
偶联剂是指能改善填料与高分子材料之间 界面特性的一类物质。其分子结构中存在两种 官能团：一种可与高分子基体发生化学反应或 至少有好的相容性；另一种可与无机填料形成 化学键。 偶联剂可以改善高分子材料与填料之间的 界面性能，提高界面的粘合性，改善填充或增 强后的高分子材料的性能。
工业上使用偶联剂按照化学结构分类可分为： 硅烷类，钛酸酯类，铝酸酯类，有机铬络合 物，硼化物，磷酸酯，锆酸酯，锡酸酯等。 它们广泛地应用在塑料橡胶等高分子材料领 域之中。
第九章 偶联剂
9.1 概述 9.2 偶联剂的合成 9.3 偶联剂的应用
9.1 概述
偶联剂主要用于复合材料中，即以聚合物为 基材、无机矿物为填充材，通过熔融混炼加工成 型得到的改性材料。 复合化的目的： 1、提高材料的性能或使材料功能化，例如增 强材料的强度，改善制品的机械、电绝缘及抗老 化等综合性能。 2、填充大量廉价无机填料的改性方法，可以 降低产品成本，提高产量。
氯硅烷与乙酸酐一起共热并除去挥发性的乙酰 氯，可避免生成盐的沉淀。
2．硅原子上有机官能团的引入 （1）卤代烷基 把三氯硅烷加到烯丙基溴中便可以制备3-溴丙 基硅烷。
硅烷偶联剂的作用原理
硅烷偶联剂的作用原理硅烷偶联剂是一种常用的化学物质，主要应用于各种工业领域中。
它的作用原理主要包括增强材料的附着力、改善材料的表面性能以及提高材料的稳定性。
下面将详细介绍硅烷偶联剂的作用原理。
1.增强材料的附着力硅烷偶联剂可以在材料表面形成一层化学键，与材料表面产生化学反应，从而增强材料的附着力。
这种化学键的形成可以使硅烷偶联剂与材料表面紧密结合，防止材料的脱落和剥离，提高材料的附着力。
2.改善材料的表面性能硅烷偶联剂可以改变材料表面的性质，使其具有良好的润湿性和耐磨性。
当硅烷偶联剂与材料表面发生反应后，可以形成一层薄膜，使材料表面变得平滑且具有一定的耐磨性。
同时，硅烷偶联剂还可以提高材料的耐候性和耐化学性，使材料更加耐用。
3.提高材料的稳定性硅烷偶联剂可以通过与材料表面的化学反应，增加材料的稳定性。
例如，在纤维材料中添加硅烷偶联剂可以改善纤维的稳定性，使其具有更好的抗拉强度和耐久性。
此外，硅烷偶联剂还可以增加材料的阻燃性能，提高材料的耐高温性能。
总结来说，硅烷偶联剂的作用原理主要包括增强材料的附着力、改善材料的表面性能以及提高材料的稳定性。
通过与材料表面的化学反应，硅烷偶联剂可以形成一层化学键，提高材料的附着力；同时，硅烷偶联剂还可以改变材料表面的性质，使其具有良好的润湿性和耐磨性，并提高材料的耐候性和耐化学性；此外，硅烷偶联剂还可以增加材料的稳定性，改善材料的抗拉强度和耐久性，提高材料的阻燃性能和耐高温性能。
硅烷偶联剂在工业领域中具有重要的应用价值。
它可以有效增强材料的附着力，改善材料的表面性能，提高材料的稳定性，从而提高材料的质量和性能。
随着科技的不断进步，人们对硅烷偶联剂的研究和应用将会越来越深入，为各行各业带来更多的创新和发展。
偶联剂的使用方法
偶联剂的使用方法
偶联剂是一种用于在化学反应中连接两个或多个分子的化学试剂。
常见的偶联剂有丙二酮二巯基（DTT）、乙二胺四乙酸（EDTA）、巯基乙醇（Cys-SH）等。
偶联剂的使用方法如下：
1. 实验前应先将偶联剂溶解于合适的溶液中，一般是溶解于水或有机溶剂中。
溶解时要注意用力搅拌使其充分溶解。
2. 使用时应按照实验的需要，在反应体系中加入适量的偶联剂。
3. 需要注意的是，在使用过程中要避免偶联剂与其他试剂产生剧烈反应，尤其是与氧气反应，以免产生危险物质或导致试剂的损失。
4. 使用偶联剂的过程中，需要注意控制温度和pH值，避免产生副反应或影响反应结果。
5. 使用完偶联剂后，应妥善保存剩余的试剂，避免受潮或受到其他污染。
总的来说，偶联剂的使用方法需要根据具体的实验需求和试剂性质来确定，遵循安全操作规范，注意控制条件和反应过程中的细节，以确保反应的顺利进行。
偶联剂的分类与用途小结
偶联剂的分类与用途小结偶联剂是一种常用的化学添加剂，可用于纺织、染料、皮革、医药、农药等各个领域。
根据具体的化学结构和功能，偶联剂可以分为缩聚型偶联剂、螯合型偶联剂和活性型偶联剂。
缩聚型偶联剂是通过与纤维材料中的活性基团反应而与其发生缩聚，从而形成偶联的化学键。
常见的缩聚型偶联剂有氨基硅烷、异氰酸酯和间苯二酚等。
它们可以增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力，提高纤维材料的色牢度、耐久性和抗污性能。
此外，缩聚型偶联剂还可以用于改善纤维材料的润湿性和提高染料的上染率。
螯合型偶联剂是通过与杂质或金属离子形成螯合络合物，从而抑制其对纤维材料的不良影响。
常见的螯合型偶联剂有胺类、羧酸类和两性电解质等。
它们可以与金属离子结合形成稳定的络合物，防止纤维材料的变色、劣化和腐蚀。
此外，螯合型偶联剂还可以用于纺织品的柔顺和抗静电处理，以及皮革和纸张的鞣制和稳定。
活性型偶联剂是通过与纤维材料表面的活性基团发生化学反应，从而与其形成共价键。
常见的活性型偶联剂有异氰酸酯、醇酯和醛基等。
它们可以使纤维材料表面具有亲水性和吸附性，提高染料和功能性分子在纤维材料上的分散和吸附效果。
此外，活性型偶联剂还可以用于纤维材料的防水、防油和抗静电处理。
总的来说，偶联剂在纺织、染料、皮革、医药、农药等领域中具有广泛的应用。
它们可以通过与纤维材料表面发生化学反应来改善纤维材料的性能，并增强纤维材料与染料、功能性涂层之间的结合力。
偶联剂的分类与用途的综述可以帮助我们更好地理解和应用这些化学添加剂，以满足不同领域的需求。
简述偶联剂的化学结构及作用
简述偶联剂的化学结构及作用全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：偶联剂是一类广泛应用于化工领域的化学品，具有重要的作用。
它们常用于涂料、油墨、塑料等行业，能够有效地改善产品的质地和性能。
在这篇文章中，我们将简要介绍偶联剂的化学结构及作用。
偶联剂，又称作亲合剂或粘合剂，是一种能够在有机与无机材料之间建立化学键的化合物。
它们通常含有两个或多个活性基团，使其能够同时与有机物和无机物发生化学反应。
偶联剂的化学结构主要分为两大类：有机偶联剂和无机偶联剂。
有机偶联剂的典型结构包括硅烷基、氨基、羟基、酰胺基等。
这些基团能够与有机物和无机物表面的官能团发生化学反应，形成有机-无机键合，从而增强材料的附着力和耐久性。
无机偶联剂则通常是金属盐类，如铬酸盐、锡酸盐等，它们通过与无机表面形成化学键来实现偶联效果。
偶联剂在化工领域中发挥着重要作用。
它们能够改善涂料、油墨、塑料等材料的附着力和耐久性，提高产品的质量和性能；偶联剂还可以使得颜料和填料更好地分散和稳定，提高产品的色彩和光泽度；偶联剂还能够调节产品的流变性能，改善生产工艺和产品加工性能，在制备过程中起到重要辅助作用。
需要指出的是，偶联剂的使用需要严格控制其剂量和反应条件，以免对产品的质量产生负面影响。
在一些特定应用场合，偶联剂的残留物可能会对人体健康和环境造成潜在风险，因此在生产和使用过程中必须遵循相关的安全规范和法规。
偶联剂作为一种重要的化工助剂，在涂料、油墨、塑料等领域具有广泛的应用前景。
通过合理选择和使用偶联剂，可以有效地改善产品的性能和质量，满足市场需求，促进相关行业的发展和进步。
希望今后在偶联剂的研究和应用中，能够不断提高技术水平，推动偶联剂领域的创新与发展。
第二篇示例：偶联剂是一类广泛应用于化工领域的化学品，其化学结构和作用对于各种行业都具有重要意义。
本文将简要介绍偶联剂的化学结构及其作用。
偶联剂是一类分子中带有两个或更多活性基位点的化合物，其主要作用是在不同分子或不同部分之间形成化学键以达到连接或交联的目的。
偶联剂在绝缘材料中的作用
偶联剂在绝缘材料中的作用绝缘材料在电力工业中起着至关重要的作用，它们被用于各种电气设备中，如变压器、电机、电缆等，以提供电气绝缘和保护。
绝缘材料的性能受到多种因素的影响，其中之一就是偶联剂的使用。
偶联剂是一种特殊的添加剂，它能够改善绝缘材料的性能，提高其耐候性、耐电晕性、机械强度和热稳定性。
本文将详细介绍偶联剂在绝缘材料中的作用。
一、什么是偶联剂偶联剂是一类具有两性化学结构的有机硅化合物，它们通常含有硅氧基和有机基团。
当偶联剂应用于两种不同材料之间时，它们能够起到桥梁作用，使两种材料更好地结合在一起。
在绝缘材料中，偶联剂的作用是改善基材和填料的界面结合强度，提高材料的整体性能。
1. 提高耐候性绝缘材料通常需要暴露于各种气候条件下，如紫外线、臭氧、潮湿和高温等。
这些因素会导致材料的老化，降低其电气性能和机械性能。
偶联剂能够改善绝缘材料与基材之间的粘合效果，提高材料的耐候性，从而延长其使用寿命。
2. 增强机械强度绝缘材料的机械强度是影响其性能的重要因素之一。
在使用填料（如玻璃纤维、矿物质等）来改善绝缘材料的机械性能时，偶联剂的作用是增强填料与基材之间的粘合效果，从而提高材料的机械强度和韧性。
3. 提高热稳定性绝缘材料在高温下工作时会面临热老化的问题。
偶联剂中的有机基团能够与绝缘材料中的某些组分发生反应，形成牢固的化学键合。
这不仅可以提高材料的热稳定性，还可以降低材料的热膨胀系数，从而减少热应力。
4. 改善电气性能偶联剂能够提高绝缘材料的电气性能，如介电强度和电阻率。
通过改善基材和填料的界面结合强度，偶联剂能够减少材料内部的电导率，从而提高材料的电气性能。
此外，偶联剂还可以改善绝缘材料的吸水性能，减少水分对电气性能的影响。
三、如何选择合适的偶联剂选择合适的偶联剂对于实现偶联剂在绝缘材料中的最佳效果至关重要。
首先，需要根据绝缘材料的类型和用途选择合适的基材。
其次，需要了解填料的性质（如种类、粒径和表面处理等），以选择能够与填料良好结合的偶联剂。
(完整版)偶联剂
缩合
硅烷偶联剂 ➢ 水解条件 ➢ 三烷氧基硅烷与水的作用是偶联作用的基础，大部分硅
烷经水解后为水溶性的，因此常用水作稀释剂配成溶液 使用。 ➢ 溶液的pH值对其稳定有很大影响。一般来讲，酸性和碱 性都能促进水解。
硅烷偶联剂-水解条件
➢ 常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。但在调节酸碱性促进水 解的同时，也促进了硅醇之间的相互缩合，形成没有活性的 聚合物。分子量大的缩合物不溶于水，易从溶液中析出。对 于水解产物易缩合的硅烷应在使用前配置其水溶液。
常见偶联剂-KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷 ) ➢ 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作
释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。 ➢ 主要应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、聚酰胺、碳
酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的 干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能 和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分 散性。
偶联剂-分类 ➢ 偶联剂按其化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、
锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂( 铝-锆酸 酯、铝钛复合偶联剂)、稀土偶联剂、含磷偶联剂、含 硼偶联剂等。在橡胶工业中最常用的是硅烷、钛酸酯和 铝酸酯偶联剂。
➢ 其中，硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
➢ 钛酸酯偶联剂最早出现于20世纪70年代，它对许多干燥 粉体有良好的偶联效果。
钛酸酯偶联剂
➢ R’是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合 物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低 填料的表面能，使体系的黏度显著降低，并具有良好的润 滑性和流变性能。
➢ Y是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、 氨基、羟基等。
钛酸酯偶联剂-单烷氧基钛酸酯 ➢ 单烷氧基可与填料表面上的羟基氢原子反应，形成化学
有机硅偶联剂概述及其作用机理总结
有机硅偶联剂概述及其作用机理总结一、偶联剂概述偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物。
在它的分子中，同时具有能与无机材料(如玻璃、水泥、金属等)结合的反应性基团和与有机材料(如合成树脂等)结合的反应性基团。
常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。
偶联剂作表面改性剂，用于无机填料填充塑料时，可以改善其分散性和黏合性。
二、偶联剂种类偶联剂主要有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸偶联剂。
胶黏剂中常选用有机硅偶联剂，其通式为RSiX3，其中R为有机基团，如-C6H5、-CH=CH2等，能与树脂结合；X为可以水解的基团，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。
三、偶联剂作用过程B•Arkles根据偶联剂的偶联过程提出了4步反应模型，即：①与硅原子相连的SiX基水解，生成SiOH；②Si-OH之间脱水缩合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；③低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键；④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。
一般认为，界面上硅烷偶联剂水解生成的3个硅羟基中只有1个与基材表面键合；剩下的2个Si-OH，或与其他硅烷中的Si-OH缩合，或呈游离状态。
因此，通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来，从而提高复合材料的性能和增加黏结强度，并获得性能优异、可靠的新型复合材料。
硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、胶黏剂、密封剂、涂料、玻璃、陶瓷、金属防腐等领域。
现在，硅烷偶联剂已成为材料工业中必不可少的助剂之一。
硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定，但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响，现在还没有一套完整的偶联机理来解释。
偶联剂在两种不同性质材料之间界面上的作用机理已有不少研究，并提出了化学键合和物理吸着等解释。
其中化学键合理论是最古老却又是迄今为止被认为是比较成功的一种理论。
四、偶联剂作用理论1.化学结合理论该理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键；此外，偶联剂还含有一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。
偶联剂的原理
偶联剂的原理偶联剂是一种广泛应用于化工领域的化学物质，它在许多工业生产中都扮演着重要的角色。
那么，什么是偶联剂？它又是如何发挥作用的呢？接下来，我们将深入探讨偶联剂的原理。
首先，我们需要了解偶联剂的定义和作用。
偶联剂是一种能够将两种有机分子或两种无机分子通过化学键连接在一起的物质。
它在化工生产中主要用于有机合成、染料、医药、农药等领域，起到了连接、固定、改性等作用。
其次，我们来了解一下偶联剂的原理。
偶联剂的原理主要是通过它的化学结构和反应特性来实现的。
偶联剂通常含有活泼的化学官能团，比如芳香胺基、酚基、酮基等，这些官能团能够与待偶联的分子发生化学反应，形成稳定的化学键。
同时，偶联剂还能够通过吸附、表面活性等方式，使待偶联的分子在反应中更容易接近和发生反应。
然后，我们需要了解偶联剂的应用。
偶联剂在染料工业中有着广泛的应用，它能够将染料与纤维或其他材料结合在一起，实现染色的目的。
此外，在有机合成领域，偶联剂也扮演着重要的角色，它能够将不同的有机分子连接在一起，形成新的有机化合物。
在医药和农药领域，偶联剂也被广泛应用于药物合成和农药制备过程中。
最后，我们需要了解偶联剂的发展趋势。
随着化工技术的不断发展和进步，对偶联剂的要求也越来越高。
未来，偶联剂将朝着高效、环保、低毒的方向发展，以满足人们对于高品质化工产品的需求。
总的来说，偶联剂作为一种重要的化工原料，在各个领域都有着广泛的应用。
通过了解偶联剂的原理和应用，我们能够更好地理解它在化工生产中的作用，为相关领域的发展做出贡献。
希望本文能够帮助读者对偶联剂有更深入的了解，同时也能够促进偶联剂领域的发展和创新。
偶联剂的种类和特点及应用
偶联剂的种类和特点及应用偶联剂是指一类用于印染、造纸、水处理等领域的化工助剂，主要用于改善物质间的附着力，增强染料与纤维之间的相互作用，从而实现染色、粘合、防水和增强等效果。
下面将介绍几种常见的偶联剂的种类、特点和应用。
1.染料偶联剂染料偶联剂是一种能够帮助染料吸附到纤维上的化学品。
它们可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型偶联剂。
阳离子型偶联剂常用于染色棉、羊毛等柔软纤维，而阴离子型偶联剂常用于染色涤纶、锦纶等合成纤维。
这些偶联剂可以提高染料在纤维上的附着力，增强染色的牢度和亮度。
2.粘合剂偶联剂粘合剂偶联剂是一种常用于纸张和纤维板等制品中的偶联剂。
它们可以在纤维表面形成一层均匀的涂层，提高纤维之间的附着力，增强材料的强度和耐久性。
粘合剂偶联剂具有良好的流动性和可溶性，能够提高产品的加工性能和终极性能。
3.防水偶联剂防水偶联剂主要用于纺织品、皮革和纸张等材料的防水处理。
它们可以在材料表面形成一层微细的涂层，防止水分渗透，并提高材料的防水性能和耐久性。
防水偶联剂可以广泛应用于户外服装、帐篷、雨伞、鞋子和包包等产品。
4.加强剂偶联剂加强剂偶联剂是一种常用于增强材料强度和耐久性的化学品。
它们可以在纤维表面形成一种保护性涂层，防止材料受到外部环境的损伤，并提高材料的耐磨性和抗拉强度。
加强剂偶联剂常用于橡胶制品、塑料制品和纤维增强材料等领域。
除了上述常见的种类外，偶联剂还可以根据不同的底材和应用领域进行特殊设计和定制。
例如，在水处理领域，偶联剂被用作一种能够将悬浮物和杂质结合在一起，形成沉淀物并提高水质净化效果的化学品。
总之，偶联剂作为重要的化工助剂，在印染、造纸、水处理等领域发挥着重要作用。
不同类型的偶联剂具有不同的特点和应用，可以根据具体需求选择合适的产品。
随着科技的不断进步，偶联剂的种类和应用还将不断发展和创新，为各行各业提供更好的解决方案。
偶联剂在胶粘剂中的作用
偶联剂在胶粘剂中的作用
偶联剂是一种在胶粘剂中添加的化学物质，其作用主要有以下几个方面：
1. 提高粘接强度：偶联剂可以与胶粘剂中的基质成分（如树脂或橡胶）发生化学反应，形成一个强固的键合，从而提高粘接强度。
2. 改善粘结界面：偶联剂能够在胶粘剂与基体表面之间形成一层薄膜，使粘接界面更加均匀、紧密，减少界面的空隙和缺陷，提高了粘接的可靠性和耐久性。
3. 提高耐热性和耐化学性：偶联剂可以增加胶粘剂的耐高温性能和抗化学腐蚀性能，使得胶粘剂在高温和酸碱等恶劣环境下仍能保持良好的粘接性能。
4. 调整胶粘剂的流变性：偶联剂可以改变胶粘剂的流变性能，使胶粘剂具有适当的粘度和流动性，便于施工和加工操作。
总的来说，偶联剂在胶粘剂中的作用是提高粘接强度，改善粘结界面，提高耐热性和耐化学性，以及调整胶粘剂的流变性能。
这些作用使胶粘剂能够更好地满足各种粘接需求，并在不同环境条件下保持良好的性能。
偶联剂种类
偶联剂种类1. 引言在化学领域中，偶联剂是一类用于连接两个或多个分子的化合物。
偶联剂的种类繁多，它们可用于合成小分子化合物、聚合物以及表面修饰等领域。
本文将介绍几种常见的偶联剂及其应用。
2. 二硫苯乙酸（DSS）二硫苯乙酸（DSS）是一种常见的偶联剂，它具有二硫化合物的特性。
其结构中含有两个硫原子，使得它能够与含有双键或烯烃基团的化合物发生偶联反应。
DSS通常被用于合成含硫醇的有机化合物，并广泛应用于多肽合成、荧光标记以及杂化化学反应等领域。
3. EDCEDC（1-乙基-3-二甲基氨基丙烷碳二亚胺）是一种常用的偶联剂，用于将羧酸与氨基化合物偶联。
其机理是通过活化羧酸，生成具有反应活性的中间体，然后与氨基化合物发生缩合反应。
EDC广泛应用于多肽合成、寡核苷酸合成以及荧光染料的偶联等领域。
4. NHSNHS（N-羟基琥珀酰亚胺）是一种常用的偶联剂，常与EDC配对使用。
EDC将羧酸活化后，NHS能够与活化羧酸快速反应，生成稳定的N-羟基琥珀酰胺中间体。
NHS可用于将氨基化合物与羧酸偶联，常用于蛋白质修饰、抗体标记以及药物合成等领域。
5. 光敏偶联剂光敏偶联剂是一类能够受到特定波长光照射后发生偶联反应的化合物。
光敏偶联剂包括光敏羧酸（PAA）、光敏硝基苯酚（PNB）及光敏双亚硝基苯酚（PANB）等。
它们常用于光化学合成、光控释放以及光敏修饰等领域。
光敏偶联剂具有响应灵敏、反应速率快的特点，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
6. 双功能偶联剂双功能偶联剂是一类既具有偶联功能又具有其他特殊功能的化合物。
例如，带电荷的双功能偶联剂可以用于电化学阵列的构建；磁性双功能偶联剂可以用于磁性纳米颗粒的制备。
双功能偶联剂的引入，不仅可以实现分子的偶联，还能为分子赋予新的性质和功能，扩展了其应用领域和潜力。
7. 总结本文简要介绍了几种常见的偶联剂种类及其应用领域。
选择合适的偶联剂对于分子合成、药物研发等领域的研究具有重要意义。
PVC技术知识(六十)偶联剂
PVC技术知识（六十）偶联剂
偶联剂也称表面处理剂，是一种能通过化学和（或）物理作用将两种性质差异很大的，原来不易结合的材料较牢固地结合起来的物质。
主要用于无机增强材料或填料（极性物）与非极性的聚合物之间。
偶联剂不仅可使填料和聚合物紧密相连而达到良好的机械强度，而且填料经过偶联剂处理后，聚集的颗粒直径大多明显减少，可提高填料在聚合物中的分散性，使填料聚合物体系的流动性得以改善。
这些因素都有利于改进制品的机械性能、表观质量和加工性能。
偶联剂大致可分为硅烷、钛酸酯、铝酸酯等几类，但应用广泛的主要是前两种。
聚氯乙烯树脂结构中由于Cl-的存在，不同于聚烯烃，是一种极性聚合物，所以偶联剂在其配方中应用较少。
但研究表明，偶联剂，特别是钛酸酯偶联剂对提高聚氯乙烯-碳酸钙体系的冲击强度有很大帮助，是相同配比未经偶联处理配方的4—9倍。
这也说明聚氯乙烯填充材料在偶联剂作用下，表现出良好的整体性。
实际生产中，偶联处理是针对填料进行的，比如对碳酸钙的偶联处理是由填料生产厂家完成的。
进行配方设计时一般不涉及偶联剂的选取，只是根据性能和成本，选择经过不同方式和偶联剂处理的填料。
但也有报道：加有钛酸酯类偶联剂，并填充了25%碳酸钙的硬聚氯乙烯管材配料，将在其挤出性能上有所改进，其冲击强度也比不填加者好。
将0.5%钛酸酯加入到一种软聚氯乙烯配料中，就能使碳酸钙填料量大为增加，从每100份树脂添加100份碳酸钙增到每100份树脂添加150份碳酸钙，且其物理性能不变。
偶联剂的种类特点及应用
偶联剂的种类特点及应用偶联剂是一类常用的有机化学品，广泛应用于染料、医药、橡胶、塑料等行业。
它们具有使染料分子与纤维或其他物质间产生化学键合的作用，从而将染料牢固地固定在材料表面的功能。
下面是几种常见的偶联剂以及它们的特点和应用：1.氨基偶联剂：氨基偶联剂是一种具有氨基官能团的有机化合物，它们能够与纤维表面上的一些活性基团（如羧基、酮基、羟基等）发生反应，形成牢固的偶联键。
氨基偶联剂具有较强的反应活性，可以在中性或微酸性条件下发挥良好的偶联效果。
在染料工业中，氨基偶联剂常用于染料与纤维间的偶联反应，提高染料的附着力和耐光、耐洗性能。
2.硅偶联剂：硅偶联剂是一类具有硅氢键或硅氧键的化合物，它们可以与无机材料（如玻璃、金属等）或有机材料（如橡胶、塑料等）发生化学结合，形成硅键，从而增加材料的表面活性和附着力。
硅偶联剂在涂料工业中常用于改善涂料对基材的粘附性能，提高涂层的耐候性和耐腐蚀性。
3.磷酸偶联剂：磷酸偶联剂是一类具有磷酸官能团的有机化合物，它们能够与金属表面上的氧化物或羟基发生反应，形成磷酸盐键，并在金属和有机物之间建立起良好的偶联效果。
磷酸偶联剂在涂料、橡胶等行业中常用于增强产品的粘附性、耐候性和抗氧化性能。
4.羧酸偶联剂：羧酸偶联剂是一类具有羧酸官能团的有机化合物，它们能够与纤维表面上的氨基或羟基反应，形成酯键或酰胺键，并将染料或其他有机物牢固地固定在纤维表面上。
羧酸偶联剂在染料工业中广泛应用，可以提高染色的牢固度和耐洗性。
以上所述只是几种常见的偶联剂种类，还有其他很多种类的偶联剂，如醛类偶联剂、异氰酸酯偶联剂、硫化物偶联剂等。
每种偶联剂都有其特定的化学性质和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的偶联剂进行使用。
需要注意的是，在使用偶联剂时要控制好反应条件，以避免偶联剂的过量使用或反应过程中引发副反应。
此外，偶联剂的选择也需要根据具体的材料和工艺要求，进行系统的测试和研究，以获得最佳的偶联效果。
偶联剂
硅烷偶联剂
化学结构式： RnSiX4-n
R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能
团。可为：甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、
丙烯酰氧丙基等。
X为可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机
物表面吸附的水分均可引起水解，与无机物表面
填充体系。
其他类型偶联剂-有机铬类偶联剂 由不饱和有机酸与三价铬原子形成配价型金属络合物。 在玻璃纤维增强塑料中，具有较好的使用效果。
有机铬偶联剂成本低，但品种单调，适用范围和偶联效
果不及硅烷偶联剂和钛酸酯类偶联剂，更主要的原因是
铬离子毒性及由此带来的环境污染问题，导致目前的用
量在逐渐减少。
KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 )
CH2-CHCH2OC3H6Si(OCH3)3
溶解性：溶于水，同时发生水解反应，水解反应放出甲醇。 溶于醇、丙酮和在5%以下的正常使用水平溶于大多数脂肪族
O
酯。
KH-560是一种含环氧基的偶联剂，用于多硫化物和聚氨酯的
嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶粘剂、填充型或增强型
偶联剂的选用原则
偶联剂加入量。硅烷偶联剂的用量可为填料的1%左右； 钛酸酸类用量一般为填料的0.25~2%。 一些表面活性剂会影响钛酸酯偶联剂用的发挥，如HSt 等，因此它们必须在填料、偶联剂、树脂充分混合后加 入。
大多数钛酸酯类偶联剂易与酯类增塑剂发生酯交换反应， 因此，此类偶联剂需待偶联剂加入后方可加入。
常见偶联剂-KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷 ) 溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作 释剂；可溶于水。在水中水解，呈碱性。
主要应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、聚酰胺、碳
偶联剂什么用途
偶联剂什么用途偶联剂是一种在化学、材料科学和生物科学中广泛应用的化学品。
它们以其独特的性质和功能被用于各种不同的领域和应用。
下面将详细介绍偶联剂的用途：1. 表面活性剂偶联剂通常具有两个亲水基团和一个疏水基团，这使得它们能够在不同相之间降低界面张力，并促进这些相之间的混合。
这种性质使得偶联剂成为一种重要的表面活性剂。
例如，偶联剂可以用作洗涤剂、乳化剂和湿润剂。
它们能够在水和油之间形成胶束，有效地清洁和分散油污。
2. 涂料和油墨偶联剂被广泛用作涂料和油墨中的助剂。
它们可以改善涂层的附着力和耐久性，并增强颜料的分散性。
偶联剂还可以调节涂料和油墨的流变性能，提高其加工性能。
此外，偶联剂还能够在涂料和油墨中起到抗菌和防腐的作用。
3. 聚合反应偶联剂可以在聚合反应中起到交联和支化剂的作用。
它们能够与聚合物链进行共价键的形成，从而使聚合物网络更加稳定和坚固。
这种特性使得偶联剂在制备高分子材料和树脂时非常有用。
例如，偶联剂可用于制备聚酯、聚醚和聚氨酯等材料。
4. 金属表面处理偶联剂可以与金属表面形成化学键，改善表面的粘附性和耐腐蚀性。
它们可以被用来清洁金属表面、去除氧化层，并在金属表面形成保护性的膜层。
这些处理可以提高金属的机械性能、耐磨性和耐蚀性。
偶联剂还可以用于金属镀膜过程中的促进剂和稳定剂。
5. 生物医学应用偶联剂在生物医学领域也有广泛的应用。
它们可以用于改善药物的生物利用度和降低药物的毒副作用。
偶联剂还可以用于制备生物传感器和生物标记物，用于监测和诊断疾病。
此外，偶联剂还可以用于修饰生物材料的表面，提高其生物相容性和生物活性。
总之，偶联剂的用途非常广泛，涵盖了化学、材料科学和生物科学等多个领域和应用。
它们的功能主要体现在表面活性剂、涂料和油墨、聚合反应、金属表面处理以及生物医学应用等方面。
随着科学技术的不断发展，偶联剂的应用还将不断扩展和创新。
偶联剂简介——精选推荐
偶联剂偶联剂（coupling agent）：能提高树脂与固体表面黏合强度的助剂。
常用的偶联剂有硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物等类型。
在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。
又称表面改性剂。
它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。
其用量一般为填充剂用量的0.5～2%。
偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强材料作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用。
简介偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。
因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂用于橡胶工业中，可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能，并且能减小NR 用量，从而降低成本。
偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
分类按偶联剂的化学结构及组成分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类：铬络合物偶联剂铬络合物偶联剂开发于50年代初期，由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物，合成及应用技术均较成熟，而且成本低，但品种比较单一。
硅烷偶联剂硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。
偶联剂
偶联剂的种类和特点及应用偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。
偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。
因此偶联剂被称作¡分子桥¡,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂用于橡胶工业中,可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能,并且能减小ＮＲ用量,从而降低成本。
偶联剂的种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等,目前应用范围最广的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
1 硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
由于其独特的性能及新产品的不断问世,使其应用领域逐渐扩大,已成为有机硅工业的重要分支。
它是近年来发展较快的一类有机硅产品,其品种繁多,结构新颖,仅已知结构的产品就有百余种。
1945年前后由美国联碳(ＵＣ)和道康宁(ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ)等公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂;1955年又由ＵＣ公司首次提出了含氨基的硅烷偶联剂;从1959年开始陆续出现了一系列改性氨基硅烷偶联剂;20世纪60年代初期出现的含过氧基硅烷偶联剂和60年代末期出现的具有重氮和叠氮结构的硅烷偶联剂,又大大丰富了硅烷偶联剂的品种。
近几十年来,随着玻璃纤维增强塑料的发展,促进了各种偶联剂的研究与开发。
改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一时期的主要成果。
我国于20世纪60年代中期开始研制硅烷偶联剂。
首先由中国科学院化学研究所开始研制γ官能团硅烷偶联剂,南京大学也同时开始研制α官能团硅烷偶联剂[1]。
偶联剂比较
常见偶联剂与钛酸酯偶联剂对比
以下是目前市场上常见的几种偶联剂产品。
1、硅烷偶联剂
2、钛酸酯偶联剂
3、铝酸酯偶联剂
4、锆酸酯偶联剂
5、铝钛复合系列
6、其它系列（硼酸型、铝锆复合型等)
一、硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂的比较：
硅烷类偶联剂仅对含硅元素的填料有效，而钛偶联剂则对多种填料均适用，同时对适用树脂范围也广，而且它的作用并不限于使复合材料的强度提高，还能赋于一定程度的挠屈性，详情见表1，2，3 。
表1.1 钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的比较
表1.2 钛酸酯和硅烷化学结构的比较
表1.3 偶联剂应用于填料效果的比较
二、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂的比较
铝的反应活性比钛、锆大，由于活性强的，一般在贮存时也会发生反应，故贮存期短。
锆偶联剂的耐热性大于钛及铝偶联剂。
详情见表1.4
表1.4 钛酸酯、锆酸酯、铝酸酯偶联剂的比较
综合上面的比较，以及目前国内、国外市场广泛应用的多为钛系偶联剂，既销售面广，同时销售量也大，其主要特点如下：
1、使用范围广（塑料、橡胶、涂料、油墨、磁材料、颜料、填充料）；
2、品种多（美国肯利奇Kenrich公司公布的便有近六十个牌号，国内目前也有数十个牌号）；
3、贮存稳定（如水溶性品种可存放数年）；
4、价格适中（绝对低于硅系，略高于铝系）。
偶联剂种类、分类、特点、应用大全---硅烷、钛酸酯、铝酸酯
偶联剂种类、分类、特点、应⽤⼤全---硅烷、钛酸酯、铝酸酯偶联剂的种类、特点及其应⽤。
硅烷偶联剂可⽤作表⾯处理剂、增粘剂、密封剂等；钛酸酯偶联剂按其结构可分为单烷氧基脂肪酸型、单烷氧基磷酸酯型、螯合型和配位体型；铝酸酯偶联剂具有⾊浅、⽆毒、使⽤⽅便、热稳定性能优异等特点；双⾦属偶联剂具有加⼯温度低、偶联反应速度快、分散性好、价格低廉等优点；⽊质素偶联剂主要以补强作⽤为主；锡偶联剂有利于改善胶料的加⼯性能、降低滚动阻⼒、减⼩滞后损失。
偶联剂是⼀种重要的、应⽤领域⽇渐⼴泛的处理剂,主要⽤作⾼分⼦复合材料的助剂。
偶联剂分⼦结构的最⼤特点是分⼦中含有学性质不同的两个基团,⼀个是亲⽆机物的基团,易与⽆机物表⾯起化学反应；另⼀个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发⽣化学反应或⽣成氢键溶于其中。
因此偶联剂被称作“分⼦桥”,⽤以改善⽆机物与有机物之间的界⾯作⽤,从⽽⼤⼤提⾼复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
偶联剂⽤于橡胶⼯业中,可提⾼轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐⽼化性能,并且能减⼩ＮＲ⽤量,从⽽降低成本。
偶联剂的种类繁多,主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双⾦属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物及其它⾼级脂肪酸、醇、酯的偶联剂等,⽬前应⽤范围最⼴的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂偶联剂按化学结构⼀般可分为：硅烷偶联剂、酸酯偶联剂及其他类偶联剂。
⼀般来说，偶联剂两端的官能团分别与填料的分散相和基质聚合物进⾏反应。
因填料不同，偶联效果差别很⼤，例如硅烷偶联剂对于⼆氧化硅、三氧化⼆铝、玻璃纤维、陶⼟、硅酸盐、碳化硅等有显著效果，对滑⽯粉、粘⼟、氢氧化铝、硅灰⽯、铁粉、氧化铝等效果稍差些，对⽯棉、⼆氧化钛、三氧化⼆铁等效果不太⼤，对碳酸钙、⽯墨、炭⿊、硫酸钡、硫酸钙等效果很⼩。
表⾯具有硅醇基的填料，硅烷偶联剂的偶联效果⼤，⽽对于钙、镁、钡的碳酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐等，硅烷偶联剂的偶联效果则不太明显。
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• 的弹性模量和耐磨性都有所降低，这给海 生物的清理带来了不利影响。 • 涂层表面海生物的附着量不仅与所添加的 硅油种类有关，而且还与基体树脂 • 有关。因此需要两者之间配合良好才能具 有优异的防污性能。同时须注意，如果 • 添加的硅油不合适，不仅会增加海生物的 附着量，而且会增加海生物与涂层之间 • 的粘附力。
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• 纳米二氧化钛在低表面能海洋网箱网衣涂 料的应用中国专利：200410068130 在低表 面能海洋网箱网衣涂料加入0.2-2％的纳米 二氧化钛（VK-TA18）、纳米氧化锌VKJS03、纳米氧化镁VK-Mg30等；解决污损 生物附着问题，起到很好的防污效果。
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• 叶思霞[57]采用溶液共混法制备了纳米TiO2/水性聚氨酯复 合材料，研究了纳米TiO2对复合材料的力学性能和热稳定 性的影响，并对影响机理做出了解释。测试了复合材料的 抗菌性能，结果表明，复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄 球菌的抗菌作用随着TiO2含量的增加而增加。才红[58]采 用硬脂酸和PEG对纳米TiO2进行 • 表面修饰，将改性纳米TiO2以一定的比例加入到成膜物质 中制成一系列涂料样品，测试涂料的抗菌圈半径由原来的 0.75 cm提高到了24 cm。李娜 • [59]采用溶胶-凝胶法在室温下制备了均匀的纳米SiO2和 TiO2复合薄膜，实验表明，此薄膜能高效快速地杀死细菌， 100~500℃热处理后的薄膜经1 h自然光照的抑菌率都在 90% • 以上。
• (2)核壳种子乳液聚合分两步加料,核聚合阶 段控制乳胶粒数目及粒径,形成反应性微凝 胶,便于进一步反应。壳聚合阶段的滴加方 式及速度决定壳结构。该工艺所得乳液可 以改进丙烯酸酯涂料的施工性能及固化特 性。
12 自洁防污涂料 • 紫外光照射可以引起纳米粒子在纳米区域形成亲水性及亲 油性两相共存的二元协同纳米界面结构,类似二维的毛细 管现象,在宏观的纳米粒子表面表现出奇妙的超双亲性[24]。 • 利用此性质,可以制备具有自洁防污功能的水性涂料,应用 , , 于建筑物及汽车的玻璃窗、树脂镜片及精密仪器的玻璃罩, 即使空气中的水分、蒸汽凝结,或者淋上雨水,也会迅速扩 散成均匀的水膜,不会形成影响视线的水滴。姚丽,等[25]采 用正硅酸乙酯制备了SiO2纳米粒子,并与KH-570进行改性, 采用原位乳液聚合方法制备了纳米SiO2/含氟丙烯酸酯核 壳型共聚物复合乳液涂料,其表面能低至918 mN/m。该涂 料不仅具有优良的耐洗刷性和耐候性,而且具有抗菌和自 洁等特殊功能。
• 1.3.7防腐蚀涂料 • 将纳米材料结合到涂料中是防止金属腐蚀的一个重要研究 方向。张而耕等[62]在从事开发一种含有纳米颗粒的疏水 防蚀纳米复合涂料并系统地研究了它的耐蚀、失效机理的 影响因数。它的应用将解决涂层抗离子扩散性和渗透性差 的问题。这种涂料不仅能用于防腐蚀方面，特别是存在冲 蚀磨损的地方，如叶片、阀门、螺旋桨和弯头等，而且能 用于空调机等换热器的换热片上。同时，纳米TiO2粉体 • 使涂层的遮盖力、附着力和耐洗刷性提高[63]，使涂料具 有触变性、防流挂性[64]，使涂装施工性能提高，而良好 的涂装效果又可以增加涂层的耐腐蚀性能。
• Truby等人研究了在PDMS弹性体中添加 PDMDPS硅油前后的性能比较。 • 在不同海域试验后发现，添加硅油后，涂层表面 总海生物附着量都有所减少。并且在佛罗里达海 域发现，添加硅油能够显著降低藤壶的附着强度， 牡蛎的附着强度也下降了大约三分之一，但管虫 的附着强度基本没受影响。因此低表面能有机硅 防污涂料对不同海生物的响应程度是不一样的。 同时发现，添加硅油后，涂层
船底防护涂层动态性能研究
• Behnaz等使用丙烯酸作为单体，采用 RAFT聚合，实现纳米TiO2粒子的功能化， 制备纳米TiO2/PAA，红外光谱证明了 RAFT试剂接枝在纳米TiO2表面，GPC • 结果证明了聚合物的接枝率随着反应的增 长而增加，说明该反应是活性聚合反应， • 扫描电镜结果表明，改性后的纳米TiO2在 聚合物基体中分散均匀。。
• Hayakawa等人在四氢吠喃(THF)和三氟三 氯混合溶剂体系下，合成了聚甲基丙烯酸 (N一全氟环烷基)酞胺酯，该聚合物与水的 接触角在110°以上，比聚丙烯酸氟烷基酯 更难润湿。
• 最近，美国Aerojet—Gerenal公司合成了一 种带有氟化侧链的聚醚多元醇， • 经异氰酸酯固化后，具有低表面自由能、 高增水性、低摩擦系数和低污染释放等 • 特性，它与水的静态接触角受氟侧链影响 从107～137°不等，污损生物附着不牢 • 较易脱落，是一种有开发前景的防污涂料。