偶联剂在非金属矿粉体改性中的适用性
偶联剂的种类和特点及应用[资料]
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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]。
硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征
矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources第1期2021年2月·193·硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征安文峰，胡应模，张丹丹，李苗苗（中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，非金属矿物和固废资源材料化利用北京市重点实验室，岩石矿物材料国家专业实验室，北京 100083）摘要：以KH 570为改性剂，采用湿法改性的方法，在中性条件下对电气石进行表面改性，以改性产物的接触角和吸油值为参数，对改性的工艺条件进行了优化。
结果表明，在改性剂KH 570用量为0.12 mL/g 、醇水比为1:5时，在90℃下与10 g 电气石反应2 h 得到具有优良疏水性能的改性电气石，其接触角为93接。
采用IR 、XRD 、SEM 对改性电气石的结构与形貌进行了表征，结果表明，电气石经过改性后，表面成功地接入了含有双键的有机链，改性前后电气石的晶体结构没有发生变化，而改性后电气石的团聚现象大大降低，分散性增加。
关键词：电气石；KH 570；表面改性；可聚合有机化电气石doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2021.01.032中图分类号：TD989 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2021）01-0193-06收稿日期：2019-08-27；改回日期：2019-09-24基金项目：国家自然科学基金赞助（51372233）作者简介：安文峰（1995-），男，在读硕士，研究方向为矿物表面改性及其功能聚合物的合成。
通讯作者：胡应模（1964-），男，教授，博导，研究方向为矿物材料的改性及其功能复合材料。
电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类非可再生硅酸盐类矿物[1]。
它广泛分布于沉积岩、变质岩、火成岩、伟晶岩发育地区及气成高温热液矿床中，与绿柱石、黄玉、云母等矿物共生[2]，因其所处环境的差异，其内部化学组成与结构差异也较大，一般来说，除硼元素外，还含有钠、镁、铝等其他金属元素[3]。
偶联剂对摩擦材料性能的影响研究
径 ３ ５ｐ 含 Ｓｏ ３％、 ａ ９ ～ ｍ， ｉ，９ Ｃ Ｏ２％。 １ 设备 与仪 器 ． ２ 高 速 混 合 机 ， Ｈ － Ａ 型 ， 苏 Ｓ ＲＩ Ｏ 江
张家港 市博瑞克机械 制造有 限公 司； 热压成型机，
７ ８．
吴其胜
韩俊华
偶联 剂对摩擦材料性能的影响研 究
ＪＹ ０ 吉林 大学机 电设备研 究所 ； Ｆ ６ 型， 定速摩擦 试 验 机 ，Ｆ５ 型 ， 林 大 学 机 电设 备 研 究 所 ； 描 电 Ｊ１１ 吉 扫
表 面 改性 ， 改善 树脂 基体 的粘 结效 果 ， 是摩 擦 材料 的
一
个重要研 究方向 。 本实验 中摩 擦材料 以酚醛树 脂为粘 结剂 ， 降低 为
生产 成 本 ， 向材 料 中加 入 ３％－ ０ 的粉 煤 灰 ， 处 ０ ４％ 未
理粉煤灰颗粒表面含有大量的极性羟基 ， 亲水性强，
① 硅烷的水解反应 ：
一 舌＿ 一 ＿ ，
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其它组分在高速搅拌机 中充分混合， 将混合料置于模 具 中热 压成型 ， 模压产品经热处理后即得成 品。使 用 Ｊ一 １ Ｆ１ 型定速式摩擦实验机按照 Ｇ ７３ ０８ ５ Ｂ ５６－ ０ 进 ２
２分 别 使 用质 量 分 数 为 ２％ 和 ４％ 的 未 改 性 粉 煤 ０ ０
图１ 改性粉 煤灰 的红 外谱 图
２ 偶联剂 的作用机理 分析 ． ２
偶联 剂 ＫＨ５０在 ｐ －７ Ｈ
硅烷偶联剂在硅酸盐矿物粉体表面改性中的应用
硅烷偶联剂在硅酸盐矿物粉体表面改性中的应用
李宝智
【期刊名称】《非金属矿》
【年(卷),期】2007(030)0z1
【摘要】硅酸盐矿物粉体的表面改性,一定要以表面改性的机理为依据,认真了解表面改性剂的结构与性质,同时考虑下游有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求,经综合考虑选择合理的改性剂.在此基础上确定表面改性工艺,并根据表面改性的机理和工艺要求选择和配套表面改性设备.本文主要阐述了硅烷偶联剂的结构、性质、作用机理及选择的原则;还对表面改性的工艺及改性设备的确定与选择,进行了较详细的介绍.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】李宝智
【作者单位】包头瑞智表面改性剂厂,包头,014010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ17
【相关文献】
1.硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题 [J], 李宝智;王文利
2.硅酸铝包覆硅灰石复合粉体表面有机改性及其在PP中的应用研究 [J], 王彩丽;王栋;郑水林
3.贝壳粉体表面改性及其在聚丙烯中的应用 [J], 陈涛;姚志通;朱振宏;叶瑛;郑豪;夏
枚生
4.硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题 [J], 李宝智
5.硅烷偶联剂改性云母粉在微孔发泡PP中的应用 [J], 龚维;丁彤;何颖;张纯;何力因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
复合材料复习题(全)
1、人类发展史与材料史人类为了谋求生存和发展，企求用理想材料制成新工具的愿望总是随着历史的发展不断探索不断前进。
因此，人类发展的历史就和材料的发展的历史息息相关。
研究人类历史的人们都可以清楚地知道，人类历史上各方面的进步是与新材料的发现、制造和应用分不开的。
2.历史学家对材料史的划分石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代。
其后人类又发明了高分子材料、先进复合材料和智能材料。
3.科学中的复合材料 a.复合是自然界的基本规律b.复合是科学的基本思想c. 材料的复合化是材料发展的基本趋势4.复合材料的概念复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
5.复合材料的分类1.复合材料按其组成分为：金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
2.按其结构特点又分为：纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
3.复合材料按基体材料分类：树脂基，分为热固性和热塑性；金属基；陶瓷基，分为炭基、玻璃基和水泥基。
4.复合材料按功能分类：结构复合材料和功能复合材料6.复合材料的性能特点优点：a .比强度和比模量高b.良好的抗疲劳性能。
c .减振性能好d.高温性能好e.各向异性和性能可设计性f.材料与结构的统一性g.其他特点，过载时安全性好、具有多种功能性、有很好的加工工艺性缺点：稳定性稍差，耐温和老化性差，层间剪切强度低等7.几种新型复合材料的概念热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。
压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
隐身材料是一种新近出现的具有隐蔽自己的功效的材料,隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。
按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。
按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料 光致变色材料，是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。
吸声材料，是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。
非金属矿粉的表面改性研究及应用
下干燥填料矿粉，至其含水率低于Ｏ ％ ． ，投人高速 ５
搅 拌 机 中， 不 同质 量 的钛酸 酯 偶联 剂 以ｌ５ 将 ：比例 用
钛酸酯偶联剂是一类具有两性结构的物质， 其
分子 中 一端 易 于水 解 的烷氧 基（ ０） Ｒ 与无机 物 表面 的 自由质子 发生 化学 反应 ，形成 牢 固的 Ｔ 一 ０键 ， ｉ 在 填 料表面 直接 生成 偶联 化层；另 一端 基团则 具有 亲有机 物质 的性 质，可与有 机物 质分 子反 应或 物理 缠绕 。从而把 两种 性 质不相 同的材料 牢 固 的结 合起
２２实验 方法 ．
性，提高材料 的机械强度和综合性能。 本文以碳酸钙的表面改性为例， 讨论用钛酸酯
偶联剂 和硬脂 酸对 非金属 矿粉 的表面 改性 方法 和效 果评价 。 ｌ改性 剂及 实现机 理
１１ 酸 酯 偶 联 剂 ．钛
用钛酸 酯 偶联剂 改性 ：在 烘 箱 中于 １５ ｌＯ ０一 ￣ ＩＣ
油性基团，可防止碳酸钙粒子分散性能。 改性剂 的用量受 矿物 的表面特 性和矿 物粉 体 的
比表面 积等 因素决定 。 ２ 实验 部分
２１ ． 试验 试 样 与设备
重质碳酸钙粉（ 平均粒径 １ ｍ ，钛酸酯偶联 ０ｕ ）
￣（Ｔ ）硬 脂 酸， Ｊ Ｓ， Ｔ 液体 石蜡 （ 白油）聚 氯乙稀 （ＶＣ ， ， Ｐ ） 双 辊 混炼机 ， 高速 搅拌机 。
中图分类号：Ｔ ３０ Ｑ ２． ４
文献标识码 ：Ｂ
文章编号：１０ — ７（０６ ５０ １— ０４１ ２２０ ） — ４０ ６ ０ ０ ３
Ｓｕ ｙａ ｄＡｐ ｌ ａｉｎｏ ｒａｅＭｏ ｉ ｃｔ ｎｏ ｎＭ ｅａｌ ｎ ｒｌ｜ ｈ ｎ ｉ ａ ｔ ｌ／ ｎｉｎ ｎｖｒｉ ｔｄ ｐｉ ｔ ｆ ｕ ｆｃ ｄｆ ａｉ ｆ ｎ ｃ ｏ Ｓ ｉ ｏ Ｎｏ － ｔｌｃ ｉ Ｍｉｅａ Ｚ ａ ｇＧｕ－ ｎｅ ／Ｘｉｊ ｇＵ ｉｅｓ ｙ ｌ ａ ａ ｔ
硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题
改性的机理及工艺为依据，合理的设计和制造出理想的 粉体表面改性机组。
４、结束语 非金属粉体的表面改性是其深加工的一种重要手段， 要搞好粉体的表面改性工作首先要以其表面改性的机理 为依据，同时考虑下游有机高分子的基料及制品的主体 配方，合理的选择硅烷偶联剂和复配专用偶联剂；其次 应考虑确定合适的表面改性工艺；其三应根据表面改性 的机理及工艺选择和配套表面改性设备。 经表面改性的非金属粉体上有机高分子制品工业中 的应用，在我国取得了明显的效果，已成为有机高分子 行业不可缺少的重要原料。由于非金属粉体深加工技术 的迅速发展，为有机高分子制品行业提供了选择和探索 的多种条件，也引导和促进了非金属行业的持续性发展， 使我们加强了非金属深加工产口及应用技术的开发。为 此我们应该把非金属粉体表面改性向功能型、专用型及 高附加值型转化，以达到产品升级的目标。
简析无机粉体用偶联剂的分类及改性原理
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
简析无机粉体用偶联剂的分类及改性原理
粉体工业是重要的基础原料工业，在一些高分子材料工业及高聚物复合材料领域中，粉体常常用作无机矿物填料。
不仅降低了材料的生产成本，而且还能提高复合材料的力学性能以及稳定性，甚至可以赋于材料某些特殊的物理化学性能，如耐腐蚀性、绝缘性和阻燃性等。
但是由于无机粉体与有机高聚物的界面性质不同，因此当以无机粉体作为填充物时，除了需要相关的粒度和粒度分布要求之外，还必须对其表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，使其趋近基体的表面特性提高其在基体中的分散性，从而提高材料的力学性能及综合性能。
偶联剂的分类
无机粉体改性需要用表面改性剂，表面改性剂的种类很多，偶联剂是应用最多的一种。
在填充体系中起到分散、偶联、增容、补强等作用。
偶联剂的种类繁多，按其组成成分可分为：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。
偶联剂改性机理
偶联剂分子结构的最大特点是分子中具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同的官能团的低分子化合物。
其分子中含有化学性质不相同的两个基团，一个基团亲无机物，易于无机粉体表面起化学反应;另一个基团亲有机物，能与聚合物起化学反应，生成化学键。
因此偶联剂又被称为分子桥，用于改善无机粉体和有机物之间的界面作用，从而大大提高材料的各方面性能。
1
硅烷偶联剂。
粉体表面改性剂大全,配方都在这里了
粉体表面改性剂大全，配方都在这里了粉体的表面改性重要是依靠表面改性剂在粉体颗粒表面的吸附、反应、包覆或包膜来实现的。
因此，表面改性剂对于粉体的表面改性或表面处理具有决议性的作用。
目前，市场上常用的表面改性剂重要有偶联剂、表面活性剂、有机低聚物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子、超分散剂以及金属氧化物及醇盐。
1、硅烷偶联剂硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应本领的活性官能团，如氧基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。
品种：氨基硅烷（SCA—1113、SCA—1103、SCA—603、SCA—1503、SCA—602、SCA—613等）；环氧基硅烷（KH—560、SCA—403等）；硫基硅烷（KH—590、SCA—903、D—69等）；乙烯基硅烷（SCA—1603、SCA—1613、SCA—1623等）；甲基丙基酰氧基硅烷（SCA—503）；硅烷酯类（SCA—113、SCA—103等）。
适用对象：石英、二氧化硅、玻璃纤维、高岭土、滑石、硅灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、叶蜡石、高处与低处棒石、海泡石、电气石等。
选择硅烷偶联剂对无机粉体进行表面改性处理时肯定要考虑聚合物基料的种类，也即肯定要依据表面改性后无机粉体的应用对象和目的来认真选择硅烷偶联剂。
2、钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂的通式为（RO）M—Ti—（OX—R—Y）N，式中1M4，M N6；R—短碳链烷烃基；R—长碳链烷烃基；X—C、N、P、S等元素；Y—羟基、氨基、双键等。
按其化学结构可分为3种类型：即单烷氧基型、鳌合型和配位型。
品种：单烷氧基型（NDZ—101、JN—9、YB—203、JN—114、YB—201、T1—1、T1—2、T1—3等）；螯合型（YB—301、YB—401、JN—201、YB403、JN—54、YB404、JN—AT、YB405、T2—1、T3—1等）；配位型（KR—41B、KR—46等）。
煅烧高岭土表面改性
我 国非金 属 矿 的 加 工 利 用 技 术 已快 步 发 展 ， 其
中煅 烧 高 岭 土 的 应 用 领 域 也 在 不 断 的 扩 大 ， 作 为 它
硅烷 类 偶 联 剂 是 有 机 硅 化 合 物， 式 为 ： 通
ＲＳＸ 其 中 ： 代 表 不 能 水 解 的 与 有 机 高 分 子 材 ｉ 。 Ｒ 料 有反 应 能 力 的 有 机功 能 团 ， ｘ 代表 可水 解 的烷 氧
岭 土 与有 机 高分 子 材 料 基 质 的界 面 性 质 有 所 不 同 ，
由此 可造 成 两 者 的 亲 合 性 差 ， 之 影 响 到 煅 烧 高 岭 使
基 ， 后 与 高岭 土 表 面 的 羟 基 反 应 ， 成 氢键 ， 缩 然 形 并 合 成 共 价键 。 由于 氢键 和共 价键 是 远 比范 德华 力 强
岭土 的表 面性 质 得 到 改变 ， 到 表 面改 性 的 目的 。 达
应 用行 业 的 技 术 要 求 等 ， 择 不 同的 偶 联 剂 和助 剂 。 选
对 特 殊要 求 的 产 品 要选 择 两种 以上 有 协 同作 用 的偶
联 剂 及助 剂 ， 配制 成 复 合 表 面 改性 剂 ， 对煅 烧 高 岭土 进 行 复合 表 面 改 性 。 也 可 根 据 技 术 要 求 等 情 况 ， 将
不相 同 。 因而 要根 据 不 同 的有 机 高 分子 基 料 及 不 同
１ 煅 烧 高岭 土 表 面 改 性
煅烧 高 岭 土表 面改 性 是 根 据 高 分子 等 制 品 的需 要 ， 目的 地 将 其表 面原 有 的 物 化性 质 进 行 改变 ， 有 即 利用表 面化 学 的 原 理 ， 偶 联 剂 等 在 高 岭 土 颗 粒 表 将 面 产生 吸 附作 用 或 化 学 反 应 。根 据 偶 联 剂 含有 两 类 不 同性 质 的化 学 基 团 结 构 的 特 点 ， 其 中 的一 部 分 使 基 团与煅 烧 高 岭 土 粉体 颗 粒 表 面 的 羟 基 反 应 ， 成 形 强有 力 的化 学 键 合 ； 一 部 分 基 团 可 与 有 机 高 分 子 另 材料 产 生某 些 化 学 反 应 或 物 理 缠 绕 ， 就 使 煅 烧 高 这
偶联剂KH_550对改性酚醛树脂胶粘SiC耐磨涂层性能的影响
兵器材料科学与工程ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Vol．32No．3 May,2009第32卷第3期2009年5月北京：航空工业出版社，1988：65-68［11］黄雅妮.固液混合铸造Al-Cu合金组织和力学性能的研究［D］.湖南：湖南大学，2006.［12］De Mol van Otterloo J L，Bagnoli D，De Hosson J Th M.Enhanced mechanical properties of laser treated Al-Cu alloy：a microstructural analvsis［J］.Acta Metal Mater，1995，43（7）：2649-2656［13］宋鸿武.高强韧铝铜合金压铸成形技术的研究［D］.沈阳：沈阳工业大学，2006.磨损是机械零件失效的主要形式之一，据不完全统计约80%的零件失效是由磨损引起的［1］。
约三分之一的能源消耗于摩擦磨损，而磨料磨损相应占到材料磨损的50%。
在磨料磨损中，低应力冲蚀磨损又占到一定比例［2-5］。
低应力冲蚀磨损指的是固体粒子冲击到材料表面而造成材料流失的磨损，其广泛存在于现代工业生产中，如矿山选矿中输送矿浆的渣浆泵过流部件和管道的磨损，火电厂输送煤灰的灰浆泵过流部件和管道及阀门的磨损，以及喷火嘴的磨损，混凝土和沥青搅拌机中的搅拌叶片和护板的磨损，沥青路面摊铺机螺旋输送器的螺旋叶片的磨损等［6-7］。
因此，选择一种简单、快速、费用低、效果好的能防止及修复零部件磨损的方法十分重要。
以改性酚醛树脂为粘接剂，添加陶瓷颗粒而成的复合材料，固化后具备了优异的耐冲蚀磨损性能［1］，将其作为耐磨涂层材料应用于各类过流部件的表面，其涂敷工艺简单，成本低廉，无热影响区及变形。
此耐磨涂层只有当有机相能与无机陶瓷填料及金属材料表面牢固地粘合在一起，材料才能显示出良好的性能。
非金属矿物粉体表面改性技术进展
非金 属矿物 粉体的表面改 陛，主要是依靠表 面改 性剂（ 或处理 剂、包覆剂 ） 在粉 体颗粒表 面的吸 附、反
物 、不饱 和有机酸 、有机硅 、水溶性高分 子以及 金属 氧化物及 其盐等 ，常见 国产 品种及其应用列于下表 。
表 面 改 性 剂 及 其 应 用
名 称 品 种 应 用
碳 酸钙 碳 酸 镁 、高 岭 土 、滑 石 、 硅 灰石 氧化铁 、重晶石 、氢 氧化 铝 氢 氧化 镁 、粉煤 灰 、石膏 粉 、 云母 叶 蜡 石 等
、 、 、 、
铝钛 复合 阴离子 阳离子 非 离 子
Ｆ ｌ Ｔ ２ Ｔ 、Ｆ 一 硬脂 酸（ 、磺 酸盐及其 酯、高级磷酸 酯盐 盐） 高级胺 盐（ 伯胺 、仲胺 、叔胺及 季铵盐 ） 聚 乙 二 醇 型 、 多 元 醇 型 聚丙烯酸（ 盐）
云 母 、 高 岭 土 、滑 石 、 钛 白 粉 、 氧 化铝 氧化镁 、颜料等
、
钛盐
、
铬 盐、铁盐 、硅酸 盐 、铝盐 、镁 盐、锆盐 、锌 盐、镉盐等
２ ０ 年 以来 ，随着 与非金 属矿物粉体相关高技术 ００ 和新材料 的发展及无 机粉体应用技术 的显著进展 ，表 面改性非金属矿物粉体 用量 不断增加 ；针对超细重 质
、
滑 石 、硅灰 石 、氧化 铁 、高 岭土 、 高 岭土 海 泡 石 、云 母 、 叶 蜡 石 等
、
表 面活性 剂
轻质碳酸钙 、重质碳酸钙、硅 灰石 、 膨润土 、高岭土、氢氧化镁、滑石 、 叶蜡 石等 碳 酸钙 、磷 酸钙 、硅 灰石 、滑 石 、 铁红 颜 料 等
、
水溶性 高分子 有机硅 有机低聚物 不饱和有机酸
…
石 、重晶石 、氢氧化铝 、氢氧化镁、 叶蜡石 等 石英 二 氧化 硅 、玻璃 纤维 、高 岭 土 滑 石 、硅 灰石 、氢 氧化 铝 、氢 氧化镁
硅烷偶联剂KH-560对粉石英的表面改性研究
硅烷偶联剂KH-560对粉石英的表面改性研究林鹏;浦丽莉;栾敏杰【摘要】用硅烷偶联剂KH-560对粉石英表面进行接枝改性研究.采用红外光谱、X射线光电子能谱对表面改性前后的粉石英进行表征,结果表明KH-560在粉石英表面产生很好的化学键合.考察KH-560的用量、改性时间对表面羟基数的影响,由此确定粉石英最佳工艺改性条件:KH-560用量1.5％,改性时间4h.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(026)002【总页数】3页(P9-11)【关键词】粉石英;硅烷偶联剂;KH-560;表面改性【作者】林鹏;浦丽莉;栾敏杰【作者单位】黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6粉石英是一种白色、浅白色粉体，热稳定温度为573℃，熔点为1 730℃，具有优异的耐热性能，同时还具有优异的电绝缘性、化学惰性和良好的耐酸腐蚀性等［1］。
目前，已经作为填料广泛应用于高分子材料中，但是，由于粉石英为无机极性分子，表面还存在着活性硅羟基和吸附水，导致表面出现酸区而呈亲水性，很难浸润和分散在非极性的有机树脂之中，对材料的性能造成严重影响。
因此，要对粉石英进行表面改性，改变其表面的物化性质，提高与树脂的相容性和亲合性。
粉石英常采用表面化学包覆改性。
所用的有机改性剂包括含16～18个碳原子的高级脂肪酸、树脂酸类等表面活性剂，聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯等高分子类分散剂以及硅烷偶联剂等。
目前最常用的主要是硅烷偶联剂。
根据产品应用领域不同可选择不同的硅烷偶联剂。
改性方法主要有湿法、半干法、干法改性3种［2］。
本文选用硅烷偶联剂KH－560对粉石英的表面进行湿法改性，利用硅烷偶联剂KH－560与粉石英表面的羟基发生反应，消除或减少表面硅羟基的量，使其由亲水性变为疏水性，从而提高同树脂的亲合性。
偶联剂说明【2024版】
可编辑修改精选全文完整版偶联剂的品种与性能为了提高塑料的某些性能并降低成本，有效的办法是填充改性。
但在树脂中添加无机填料后溶融指数会大大降低，以致无法注射成型而且表观性能也不佳，所以如何能在聚合物中添加多量的填料而塑料制品又有良好的表观质量，这一问题是很受人们重视的。
使用偶联剂能解决上述问题。
偶联剂也称表面处理剂，实际上是一种增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质。
大多数无机填料属亲水性，与聚合物难以相容，如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。
但是经过各种偶联处理后能使填料表面的亲水性变成亲有机物性，偶联剂在填料和聚合物之间通过物理的和化学的作用使它们紧密相连从而达到良好的机械强度。
另一方面无机填料不论经过硅烷、钛酸酯还是其它偶联剂处理后，其聚集的颗粒直径大多有明显减小，例如沉淀碳酸钙用高级脂肪酸处理后聚集粒径即能减小五分之四，故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系、太酸酯系、铬络合物系(如杜邦公司的商品V olan，甲基丙烯酸氯化铬)及其它高级脂肪酸、醇、酯等几类。
但主要是前面种。
硅烷偶联剂历史较久，至今仍是玻璃纤维等含硅无机材料的主要表面处理剂。
钛酸酯偶联剂是七十年代新产品，主要用来处理含钙、钡等非硅无机填料。
选用偶联剂的基本原则是，酸性填料应使用含碱性官能团的偶联剂，而碱件填料应该用含酸性官能团的偶联剂(一)硅烷偶联剂1．γ—氨丙基三甲氧基硅烷(A—143)比重1.08，沸点196℃，闪点88℃，25℃时的折射率为1.42，最小包覆面积394米2/克，适用于聚酰胺。
2．乙烯基三氯硅烷(A—150）比重1．26，沸点90．6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积485的米2／克，适用于聚乙烯、聚苯乙烯等。
3．乙烯基三乙氧基硅烷(A—151)比重1.26，沸点90.6，闪点15℃，25℃时的折射率为1．42，最小包覆面积411米2/克，适用于聚乙烯、聚丙烯及热固性树脂。
偶联剂及偶联剂在填料中的应用
化学结构通式
三、钛酸酯偶联剂
R基可与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起化学偶联作用。 -O-基能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与EP中的羟基发生酯化反应。 X与钛氧键连接的原子团，或称黏结基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。可为：烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。 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。
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。 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。 此外，酸碱性对硅烷上的有机官能团也有影响，例如在碱性条件下，环氧硅烷易开环，而甲基丙烯酰氧基硅烷在碱性或酸性条件下都可能生成游离的甲基丙烯酸，使用时应注意这些不利影响。
5、使用方法
由福建师范大学于1985年研制，其结构与钛酸酯偶联剂类似，分子中存在两类活性基团，一类可与无机填料表面作用；另一类可与树脂分子缠结，由此在无机填料与基体树脂之间产生偶联作用。具有色浅、无毒、使用方便等特点，热稳定性能优于钛酸酯偶联剂，价格仅为钛酸酯偶联剂的一半。
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铝酸酯偶联剂的用量一般为复合材料填料量的0.3%～1.0%。对于注塑或挤出成型的塑料硬制品，为填料的1.0%左右，其他工艺成型制品、软制品及发泡制品，用填料量的0.3%～0.5%。高比表面的填料如氢氧化铝、氢氧化镁、白碳黑可用1.0%～1.3%。
非金属矿粉体改性及其效果评价
非金属矿粉体改性及其效果评价发表时间：2019-09-19T15:05:36.733Z 来源：《中国西部科技》2019年第11期作者：李森福[导读] 本文研究非金属矿粉体改性剂其结果评价的有关内容，总结了粉体改性的方法，从而提高粉体表面的性能，促进非金属矿粉体表面特征的稳定与发展，更好的应用到生产生活中。
所以，非金属矿粉体表面改性的研究，有助于非金属矿粉体改性表面的改性方法的实施，为社会提供多元化的粉体表面的探究方法。
非金属矿粉体改性结合了现代的信息技术、物理科学、化学方法，有助于全面提高粉体改性的效果，并更好的应用与生产生活中，满足社会经济发广东翔龙科技股份有限公司新材料的设计和功能不断的优化，在原材料以及填料的粉体表面性质得到进一步优化时，其原有的功能被升级，粉体表面改性发展。
通过改变粉体表面的物化性质，晶体结构和表面湿润性等特性相结合，充分反应新材料的新功能。
非金属矿填料在塑料、橡胶等高分子材料工业复合材料中获得了广泛的应用，但由于非金属矿填料在材料与有机高聚物间的界面性质不同,相容性差 ,因而难以在高聚物中均匀分散,直接或过多地填充往往导致材料的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。
所以，对矿物表面改性，改变其原有的特性，并提高其分散效果，有助于提高材料本身的综合性能和力学性能。
因此在不断改变矿物质表面性能的基础上，进一步扩大矿物质表面的电荷性质，有助于提高其在涂料以及油漆中的分散性特点，并对涂料的色彩以及遮盖力和耐热性等具有很好的改善效果，提高了涂料与基体的结合效果。
林外，对一些粉体原料进行表面处理，必须要结合其表面的光泽度和装饰效果等加以处理，赋予制品以更多的珠光效果。
针对会对健康造成危害的矿物质表面的处理，可以采取封闭性的处理措施，对其表面进行改性处理，并还原其原有的特性。
尤其是随着信息技术的高速发展，对于塑料制品的需求日益提高，使得改性非金属矿填料的用料持续增长，对非金属矿粉体改性提出了新的要求。
铝酸酯偶联剂在几种非金属矿粉体中的表面改性应用研究
铝酸酯偶联剂在几种非金属矿粉体中的表面改性应用研究前言许多非金属矿粉体材料,特别是碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、云母、石英粉、粘土矿粉等天然非金属矿粉体材料,是橡胶、塑料、胶粘剂等高分子材料工业中不可缺少的填料。
其材料来源广,价格便宜,品种繁多,填充量又大，所以很受欢迎。
但是作为填料,不仅要起到增量、增容,降低成本的作用,还要提高其加工性能等。
而非金属矿物粉体填料又有它自身的缺陷—亲水性和惰性性质,使得它与疏水的有机体相容性较差。
如果直接使用这些矿物粉体作为填料,则两者间的界面较容易产生剪切应力,最终会影响复合材料的性能。
因此,为了很好的利用这些非金属矿粉体作为橡胶、塑料、胶粘剂的填料,就必需对其进行表面改性处理。
偶联剂是一种重要的表面改性剂。
它的使用恰好能解决上述的问题，因为偶联剂是一种两性结构物质,分子中的一部分基团可与非金属矿物粉体表面的各种官能团反应,形成强有力的化学键合,另一部分基团与有机高分子发生化学反应或物理包覆,从而将非金属矿物粉体与有机基体两种性质差异比较大的材料牢固地结合在一起。
同时偶联剂的使用还可提高填料的填充量,改善体系的流变性能。
所以偶联剂是有机—无机材料两者的桥梁。
铝酸酯是较新发展起来的偶联剂，在非金属矿粉体改性中得到了较为广泛的应用。
1.铝酸酯偶联剂的特点及种类铝酸酯偶联剂问世于1986年，是由我国福建师范大学高分子研究所研制生产的一种新型偶联剂。
近几年来，铝酸酯偶联剂是发展较快的偶联剂之一,原因是采用了能部分满足铝酸酯中心铝原子配位数的合成方法,解决了其易水解的问题。
它的外观一般呈白色或淡黄色，与无机粉体表面反应活性大、色浅、无毒、味小、热分解温度较高，而且使用的过程中不需要稀释，是一种对环境友好且性能高的偶联剂。
2.作用机理铝酸酯偶联剂的结构通式为ROAl(OR,)2[1],它的分子结构中存在着两种性质的官能团，一种官能团可与非金属矿粉体表面的极性基团进行反应，另一种官能团则与高聚物反应，由此，使铝酸酯成为无机—有机材料两者结合的桥梁。
偶联剂对纳米硫酸钡表面的改性研究
偶联剂对纳米硫酸钡表面的改性研究刘玉敏;刘悦【摘要】采用湿法反应改性纳米硫酸钡,考察了改性剂种类、改性剂用量、纳米硫酸钡粒径、改性时间、改性温度以及改性转速对改性后纳米硫酸钡活化度的影响,并用红外光谱仪和热重分析仪对改性后纳米硫酸钡的包覆情况进行了表征.实验结果表明,改性剂为钛酸酯偶联剂UP-801,改性温度为80℃,改性剂用量为纳米硫酸钡质量的5％,改性时间为30 min,改性转速为7 000 r/min,对粒径为34 nm的纳米硫酸钡悬浮液进行改性,可得到活化度为95.76％的粉末状纳米硫酸钡.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2015(045)002【总页数】5页(P85-89)【关键词】纳米硫酸钡;表面改性;表征【作者】刘玉敏;刘悦【作者单位】河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】TQ132.3+5纳米硫酸钡以其粒径小和比表面积大等优势受到人们的关注，然而正是由于其独特的优势，又带来了其表面能高和热力学不稳定等劣势。
湿纳米硫酸钡表面含有大量的水，在干燥的过程中纳米硫酸钡颗粒间的非架桥羟基(-OH)转变成为醚键(-O-)，导致纳米硫酸钡产生硬团聚并严重结块，失去了纳米级的优势[1-2]。
要想生产出性能优异的纳米硫酸钡，关键在于如何干燥湿纳米硫酸钡，这就需要找到合适的改性剂、改性条件和改性方法对纳米硫酸钡的表面进行改性[3-6]。
另外，纳米硫酸钡作为一种无机填料加入到有机基体中时，也存在着与有机基体的相容性问题。
改性剂一般分为表面活性剂、偶联剂和高分子聚合物等，改性剂通过物理或化学吸附于纳米硫酸钡表面，使改性后的纳米硫酸钡为疏水性，可使其与有机基体很好地相容。
因此，纳米硫酸钡的表面改性对于纳米硫酸钡的生产和应用具有重要的意义。
张晗[7]利用铝酸酯偶联剂对硫酸钡表面进行改性，但反应时间长，改性后纳米硫酸钡的活化度最高达90%。