交联剂和偶联剂
07-交联剂
按照交联剂自身的结构特点可分为：
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 有机过氧化物交联剂； 羧酸及酸酐类交联剂； 胺类交联剂； 偶氮化合物交联剂； 酚醛树脂及氨基树脂类交联剂； 醇、醛及环氧化合物交联剂； 醌及醌二肟类交联剂； 硅烷类交联剂； 无机交联剂。
7.3 交联剂的作用机理
用交联剂使聚合物生成三维结构始于硫黄对天然橡胶的硫化。
硫化：就是将橡胶分子进行交联，使它由线型结构转变为体型结构
而具有良好的弹性和其他许多优异性能。硫黄就是交联剂， 硫化反应即应用最早的高分子交联反应 。
固化：实际上是高分子发生交联的结果。
用不饱和聚酯制造玻璃钢时就要应用交联剂，才能使它硬化。 用胶粘剂胶接物件时，需要进行固化，才能使物件粘牢。 在这种情况下使用的交联剂又叫作固化剂 。
(3)苯鸟粪胺甲醛树脂 鸟粪胺是三聚氰胺中的一个氨基被氨基以外的其他基团所取代的产物。 其中用苯基取代的鸟粪胺广泛地用于涂料交联剂。
7.4.5 醌及对醌二肟类交联剂
苯醌及衍生物硫化剂不仅具有刺激气味而且容易变质，又 有污染，故除特殊用途外，没有工业价值。用对醌二肟及 衍生物代替醌，广泛用于工业硫化过程中，常见的有：
(2)芳香族多胺的合成
二苯基甲烷类交联剂的合成路线，由相应的苯胺取代衍生物与甲 醛在酸催化下进行反应而直接制得。
7.4.3 有机硫化物交联剂
有机硫化物常在橡胶工业中用作硫化剂。 它们的持点: 在硫化温度下能够析出硫，进而使橡胶进行硫化，因此它们又被 称为硫黄给予体，由此形成的交联方式称为无硫硫化。主要形成 双硫键和单硫键，因而硫化橡胶的耐热性能好，还不易产生因后 硫化而引起的硬化。 有机硫化物交联剂一般分为： 二硫化秋兰姆及其衍生物， 吗啡啉衍生物， 有机多硫化合物， 有机硫醇化合物 二硫代氨基甲酸硒。
交联剂和偶联剂
慎用。
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（4）金属氧化物
常用的有ZnO、MgO、PbO，用在含卤素原子的橡胶 中，如氯丁橡胶、溴化丁基橡胶。
（5）胺类（NH2-R） 主要用在热固性塑料（酚醛塑料、氨基塑料）和
部分酸酯类橡胶。
（6）双官能团化合物
如烯类（苯乙烯）：可作为不饱和树脂的交联剂。
（7）合成树脂
如酚醛树脂，可作为丁基橡胶、乙丙橡胶的交联体系不同，交联机理不同。
硫磺交联
橡胶交联
非硫磺交联
含硫化合物交联 过氧化物交联 金属氧化物交联
精品课件
1、硫磺交联机理
适用于不饱和橡胶、三元乙丙橡胶及不饱和度大于2%的 丁基橡胶。
S+M+ZnO、HSt体系：交联不饱和橡胶RH S:以8硫环形式存在 M:促进剂
B 交联剂
C 交联剂官能团反应 B
D A和
含氯不同的氯化石蜡不可能作哪种助剂（ ）
A 阻燃剂 滑剂
B 增塑剂 C 抗静电剂
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D润
下列热稳定剂使用过程中可能产生氯化锌导致 锌烧的是（ ）
A 铅稳定剂 B 金属皂类 C 有机锡 D 有机辅助稳定剂
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固 线性 化
体型结构
大 合 成
塑 料
热塑性
材
塑料
有些作适当交联
料
纤 不交联 维
精品课件
流变特性 力学性能 耐溶剂性 但不能深度交
联
9.2 常用交联剂
交联剂是使聚合物交联起来的配合剂。
（1）硫磺
最古老的硫化剂，橡胶工业用的最多。
UV胶组成成分
UV固化胶粘剂是由基础树脂，活性单体，光引发剂等主成分配以稳定剂交联剂、偶联剂等助剂组成。
其在适当波长的UV光照射下，光引发剂迅速生成自由基或离子，进而引发基础树脂和活性单体聚合交联成网络结构，从而达到粘接材料的粘接。
一、基础树脂1.1.1、不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂是较早使用的光固化树脂。
它是由不饱和的二元酸(或酸酐>混以部分饱和的二元酸(或酸酐>与二元醇在引发剂的作用下反应制成线型聚酯。
在其分子结构中有不饱和的乙烯基单体存在，如果用活泼的乙烯基单体与这类不饱和的乙烯基单体共聚，则交连固化而成为体型结构。
由这种树脂制得的胶粘剂由于固化过程中体积收缩较大，胶接接头的内应力很大，胶层内部容易出现微裂而导致胶接力变小;同时由于高分子链中含有酯键，遇酸、碱易水解，因而耐介质性和耐水性较差，在高温多湿的环境下易变形，另外其固化速度较慢，因此综合性能较差。
多数作为非结构胶使用。
通过降低不饱和键含量，采用聚合收缩率小的单体，加入无机填料和热塑性高分子等，可以改善其的整体性能阳。
其的优势是价格低廉，在木器装饰方面仍有用武之地。
另一方面由于合成的原料种类很多，可以制得从坚硬直至非常柔软的树脂，仅需加入较少的单体就能获得低粘度，操作方便。
因此至今欧洲市场上其用量还占光固化树脂总量的24%。
1.1.2、聚酯丙烯酸酯它由醇酸缩合来制备，改变多元醇和多元酸的种类，调节多元醇、多元酸和(甲基)丙烯酸的摩尔比可以制得性能各异的胶粘剂。
一般而言，聚酯丙烯酸酯树脂粘度低，和其他树脂的相容性好，但其固化收缩率较高，因此作为成型物的时候，成型物的尺寸不太稳定，容易因应力而发生歪曲。
有将此种胶用于DVD光盘的报道，粘接性能较好。
1.1.3、环氧丙烯酸酯它由环氧化合物和 (甲基)丙烯酸或含有一OH的丙烯酸酯化而得到。
其中常用的环氧化合物或环氧树脂有双酚 A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
它的特点是在丙烯酸基的p位上有一个一OH基，故粘度较高。
硅烷交联剂与偶联剂改性硅酮密封胶研究
用高低粘度 的 ｌ ０ ７胶 混 合 搭 配 使 其 综 合 性 能 达 到
最好 。
交 联 剂 作 为 硅 酮 密 封 胶 的 主 要 助 剂 ，它 能 使 线 性 型 聚 硅 氧 烷 交 联 成 网 状 结 构 的 弹 性 体 。 工 艺 中 常 以 多组 分 交 联 剂 代 替 单 一 交 联 剂 ，本 实 验 采
性 能 。 它 还 可 以 改 善 胶 的 润 湿 性 ， 使 其 与 被 粘 物 充 分 粘 合 ，从 而 提 高 粘 接 强 度 ， 并 改 善 胶 的 抗 冲 击 、剥 离 强 度 等 性 能 回 。本 实 验 采 用 Ｎ— Ｂ 一 （ 氨 乙基 ）
一
成 部 分 ，室 温 下 无 需 加 热 ，光 照 等 苛 刻 条 件 即 可 固 化 为 弹 性 橡 胶 ，使 用 极 为 方 便 。 它 除 了 具 有 一
用 甲 基 三 丁 酮 肟 基 硅 烷 和 四 丁 酮 肟 基 硅 烷 以 质 量
本 实验 配 方详 见表 １ 。 为 探 讨 不 同 配 比 的 交 联 剂 和 偶 联 剂 对 硅 酮 密 封 胶 各 项 性 能 的 影 响 ，对 此 笔 者 进 行 了 １ １个 平 行
实 验 ，详 见 表 ２ 。 １ ． ４ 生 产 工 艺 流 程
室温 下很 快 硫 化 成 弹性 体 ，在 制 作 酮 肟 型 硅 酮 胶
时常 用 的催 化 剂 是 有 机 锡催 化 剂 ，本 实 验 采 用 二 丁基 二 月桂 酸锡 作 为催 化 剂 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 主 要 原 料 Hale Waihona Puke １ ． ２ 实验 用设 备
聚 合 物 ｄ，（ １ ） 一 二 羟基 聚 二有 机硅 氧 烷 （ １ ０ ７胶 ） 是 硅 酮 胶 的 基 础 胶 料 ，粘 度 为 ５ ０ ０ ０ ０ ～ ８ ０ ０ ０ ０ ＭＰ ａ ・ ｓ （ ２ ５ ℃） 。因 １ ０ ７胶 的 粘 度 过 低 时 硅 酮 胶 硫 化 后 硬 度 高 弹性 差 ；而粘 度 过 高 时加 工 性 能 差 。 因此 常
交联剂原理
交联剂原理
交联剂是一种能够通过化学反应或物理交联作用将物质连接在一起的化合物或方法。
其原理包括以下几个方面：
1. 化学交联剂原理：化学交联剂通过引发剂或助剂引发的化学反应，将多个分子中的活性基团连接在一起，形成交联结构。
常见的化学交联剂包括硫醇交联剂、双酚醛树脂等。
在反应过程中，交联剂与被交联物之间的化学键形成，从而形成分子间或分子内的交联结构。
2. 物理交联剂原理：物理交联剂通过物理作用使分子间或分子内发生交联，形成交联结构。
常见的物理交联剂包括温度交联剂和紫外线交联剂。
温度交联剂在一定温度下改变物质的特性，使其形成交联结构；紫外线交联剂通过紫外线照射使物质发生交联反应，形成交联结构。
3. 交联剂的作用方式：交联剂能够有效地改善材料的性能，其中包括增加材料的强度、耐磨性、耐热性和耐化学品性等。
交联剂还可以提高材料的稳定性和耐老化性，延长材料的使用寿命。
此外，交联剂还可以改善材料的加工性能，增加材料的流动性，便于成型和加工。
总的来说，交联剂通过化学反应或物理作用将物质连接在一起，形成交联结构，从而改善材料的性能和加工性能。
交联剂在许多领域中得到广泛应用，如橡胶制品、塑料制品、涂料、胶粘剂等。
塑料助剂与配方-交联剂与偶联剂
C(CH3)3 n C(CH3)3
H2C C HC HC H2C CH3
OH CH2
C(CH3)3
OH
OH
CH2 C(CH3)3
*
CH2 CH CH C CH2
CH3
n C(CH3)3
叔丁基酚醛树脂两端的羟基与天然橡胶分子中的α氢原子
进行缩合反应，结果使橡胶分子交联成为体型结构。
（3）羧酸或酸酐固化环氧树脂的反应机理
（1）胺类化合物交联环氧树脂 ：
CH2 CH O
CH CH2 O
H
H
NR N
H
H
CH2 CH
O CH2 CH
O
OH
OH
CH CH2
CH2 CH
NR N
CH CH2
CH2 CH
OH
OH
当环氧基过剩时，上述反应生成的羟基与环氧基慢反应：
重要的胺类交联剂
❖ 脂肪族多元胺
室温交联，速度快，如乙二胺、二亚乙基三胺
2. 金属卤化物交联
用金属卤化物及有机金属卤化物交联时，高分子多数按照金 属离子配位。例如，氯化亚铁等能使带有酰胺的聚合物产生 配位，形成分子间多鳌合结构。
2
CH2CH2OOC
CH2CH2OOC
CH2CH2OOC
CONHCH2CH2NHCO
FeCl2
C
CH2CH2 NH
NH
C
O
O
Fe
OH
O
C N CH2CH2 NH C
CH CH2 Cl
CH CH2 Cl ZnO
CH CH2 O [ZnCl]
CH CH2
O CH CH2
ZnCl2
金属过氧化物，比如锌、铅、锰的过氧化物采用如下反应， 能使液态聚硫橡胶交联。
偶联剂的种类和特点及应用
阳离子烃基 、过氧化烃基
聚丙烯 ( PP) 链烯基 、丙烯酰氧烃基 、阳离子烃基 、过氧化烃基
聚苯乙
烯 ( PS)
氯烃基 、环氧烃基 、丙烯酰氧烃基
PVC
氨烃基 、环氧烃基 、多硫烃基
橡胶
IIR
氨烃基 、环氧烃基
EPR
氨烃基 、环氧烃基 、丙烯酰氧烃基 、多硫烃基
SBR
表 1 不同材料所选用的硅烷偶联剂
材 料
硅烷偶联剂
热固性材料
邻苯二甲酸
二丙烯酯 链烯基 、氨烃基 、丙烯酰氧烃基 、异氰酸烃基
环氧树脂 链烯基 、氯烃基 、氨烃基 、环氧烃基 、多硫烃基
酚醛树脂 链烯基 、氯烃基 、氨 、氨烃基 、环氧烃基 、多硫烃基 、
作者简介 :郭云亮 (19742) ,男 ,内蒙古呼和浩特人 ,现在中国 纺织科学研究院工作 ,硕士 ,主要从事染整助剂方面的研究 。
有百余种 。1945 年前后由美国联碳 ( UC) 和道康 宁 (Dow Corning) 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 。
近年来 ,相对分子质量较大和具有特种官能 团的硅烷偶联剂发展很快 ,如辛烯基 、十二烷基 , 还有含过氧基 、脲基 、羰烷氧基和阳离子烃基硅烷 偶联剂等 。Lawrence 等利用硅烷偶联剂对碳纤 维表面进行处理 ,偶联剂中的甲基硅烷氧端基水 解生成的硅羟基与碳纤维表面的羟基官能团进行 键合 ,结果复合材料的拉伸强度和模量提高 ,空气 孔隙率下降[2 ] 。
紫外线胶(UV胶)组成成分
UV固化胶粘剂是由基础树脂，活性单体，光引发剂等主成分配以稳定剂交联剂、偶联剂等助剂组成。
其在适当波长的UV光照射下，光引发剂迅速生成自由基或离子，进而引发基础树脂和活性单体聚合交联成网络结构，从而达到粘接材料的粘接。
一11基础树脂1.1.1不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂是较早使用的光固化树脂。
它是由不饱和的二元酸(或酸酐>混以部分饱和的二元酸(或酸酐>与二元醇在引发剂的作用下反应制成线型聚酯。
在其分子结构中有不饱和的乙烯基单体存在，如果用活泼的乙烯基单体与这类不饱和的乙烯基单体共聚，则交连固化而成为体型结构。
由这种树脂制得的胶粘剂由于固化过程中体积收缩较大，胶接接头的内应力很大，胶层内部容易出现微裂而导致胶接力变小;同时由于高分子链中含有酯键，遇酸、碱易水解，因而耐介质性和耐水性较差，在高温多湿的环境下易变形，另外其固化速度较慢，因此综合性能较差。
多数作为非结构胶使用。
通过降低不饱和键含量，采用聚合收缩率小的单体，加入无机填料和热塑性高分子等，可以改善其的整体性能阳。
其的优势是价格低廉，在木器装饰方面仍有用武之地。
另一方面由于合成的原料种类很多，可以制得从坚硬直至非常柔软的树脂，仅需加入较少的单体就能获得低粘度，操作方便。
因此至今欧洲市场上其用量还占光固化树脂总量的24%。
二.1.2聚酯丙烯酸酯它由醇酸缩合来制备，改变多元醇和多元酸的种类，调节多元醇、多元酸和(甲基)丙烯酸的摩尔比可以制得性能各异的胶粘剂。
聚酯丙烯酸酯合成的一般式为:一般而言，聚酯丙烯酸酯树脂粘度低，和其他树脂的相容性好，但其固化收缩率较高，因此作为成型物的时候，成型物的尺寸不太稳定，容易因应力而发生歪曲。
有将此种胶用于DVD光盘的报道，粘接性能较好。
1.1.3环氧丙烯酸酯它由环氧化合物和 (甲基)丙烯酸或含有一OH的丙烯酸酯化而得到。
其中常用的环氧化合物或环氧树脂有双酚 A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
什么是硅烷偶联剂？它和交联剂有什么区别？
什么是硅烷偶联剂？它和交联剂有什么区别？市场上有机硅品种繁多，其中比较相近的就有硅烷偶联剂与交联剂，一般刚接触有机硅的时候比较难搞懂这两者的区别，那两者的联系与区别是什么呢？首先说下硅烷偶联剂：硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质的有机硅化合物，用以改善聚合物与无机物实际粘接强度。
这既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。
偶联剂还可能对界面区域产生改性作用，以增强有机相与无机相的边界层。
因此，硅烷偶联剂广泛运用于胶黏剂、涂料和油墨、橡胶、铸造、玻璃纤维、电缆、纺织、塑料、填料、表面处理等行业。
硅烷交联剂硅烷交联剂是指含两个或两个以上硅官能团的硅烷，能在线型分子间起架桥作用，从而使多个线型分子或轻度支链型大分子、高分子相互键合交联成三维网状结构，促进或调解聚合物分子链间共价键或离子键的形成。
硅烷交联剂应用于水性压敏胶，水性丙烯酸胶粘剂，涂料，皮革涂饰剂等。
简单说，交联剂就是把一样的东西连起来；偶联剂就是把不一样的东西连起来。
那么，你现在知道怎么区分硅烷偶联剂和硅烷交联剂了吗。
那么，硅烷偶联剂有啥用呢？可归纳为以下几个方面：1、用在玻璃纤维行业中。
对玻璃纤维的表面进行处理、改善，能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著。
目前，在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
2、用在塑料、复合材料行业中。
可预先对无机填料进行表面处理，也可直接加入树脂中。
能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善工艺性能和提高填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。
3、用在胶行业（硅胶、环氧胶、密封胶）、密封剂、粘接剂等行业中。
能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。
常用交联剂——精选推荐
常⽤交联剂什么是交联剂交联剂是⼀类⼩分⼦化合物，分⼦量⼀般在200-600之间，具有2个或者更多的针对特殊基团（氨基、巯基等）的反应性末端，可以和2个或者更多的分⼦分别偶联从⽽使这些分⼦结合在⼀起。
在⽣命科学研究中，巧妙地运⽤交联剂可以使很多⼯作取得突破。
交联剂的应⽤交联剂已经被⼴泛地应⽤于：细胞膜结构研究，蛋⽩质结构研究，蛋⽩质间相互作⽤研究，⽣物导弹研究，载体蛋⽩与半抗原的连接，蛋⽩质或其他分⼦的固相化，抗体的标记，标记转移，蛋⽩质与核酸的连接。
如何选择交联剂选择交联剂时要综合考虑这些因素：反应指向，间臂长度，⽔溶性，透膜性，可否切断，可否碘化。
PIERCE交联剂的特点· 种类最多，成熟的产品多达86种，可以满⾜各种偶联需要。
· ⽣理条件下即可共价交联，交联反应快速简便。
· 多种反应性基团可供选择，反应指向既可以有专⼀性也可以⽆专⼀性。
· 含有不同长度的间臂，有效地降低空间位阻效应。
· 部分产品内置可裂解基团，⼤⼤增强了交联剂应⽤的灵活性。
PIERCE交联剂⼀览以下是PIERCE交联剂⼀览表，⾄于每⼀种交联剂的全称、分⼦式、分⼦量、间臂长度、特征优点、包装规格等详细资料，请参阅PIERCE英⽂版⽬录或登录查阅。
在此特别推荐Greg T.Hermanson先⽣的专著，全书728页，⽬录号#20002。
221510ABH22101AEDP巯醇22295AMAS21451ANB-NOS27720APDP*巯醇20108APG21512ASBA*21564BASED*巯醇22331BMB22332BMDB⾼碘酸22330BMH22323BMOE22296BMPA22297BMPH22298BMPS22336BM[PEO]322337BM[PEO]421600BSOCOES碱21580BS320320DCC21525DFDNB20663DMA21666DMP20700DMS21702DPDPB巯醇20593DSG22585DSP巯醇21555DSS20589DST⾼碘酸20665DTBP巯醇22335DTME巯醇21578DTSSP巯醇22980EDC21565EGS羟胺22306EMCA22106EMCH22308EMCS22309GMBS22334HBVS22211KMUA22111KMUH22362LC-SMCC21651LC-SPDP巯醇22311MBS22305MPBH22605MSA27714NHS-ASA*22301PDPH巯醇28100PMPI21533SADP巯醇33030SAED巯醇21549SAND巯醇22600SANPAH27716SASD*巯醇26102SATA26100SATP22339SBAP27719SFAD巯醇22349SIA22329SIAB22360SMCC22416SMPB22363SMPH21558SMPT巯醇23013SPB21857SPDP巯醇20591Sulfo-DST⾼碘酸21566Sulfo-EGS羟胺22307Sulfo-EMCS22324Sulfo-GMBS21563Sulfo-HSAB21111Sulfo-KMUS21568Sulfo-LC-SMPT巯醇31650Sulfo-LC-SPDP巯醇22312Sulfo-MBS27735Sulfo-NHS-LC-ASA*21553Sulfo-SADP巯醇22589Sulfo-SANPAH22327Sulfo-SIAB22322Sulfo-SMCC22317Sulfo-SMPB33033Sulfo-SBED**巯醇22299TFCS22607THPP33043TMEA***33063TSAT**** 可以被碘化。
交联剂和偶联剂
材 料
塑料
有些作适当交联
纤 维
不交联
流变特性 力学性能 耐溶剂性
但不能深度交 联
9.2 常用交联剂
交联剂是使聚合物交联起来的配合剂。 （1）硫磺
最古老的硫化剂，橡胶工业用的最多。 适用范围：不饱和橡胶
用量：软制品------0.2~0.5phr 硬制品------25~40phr
同类硫化剂有：硒、碲，价格昂贵。
（2）含硫化合物（R-S-S-R） 在硫化过程中能分解出活性硫的化合物。 常用在电线绝缘层。其放出的硫的活性足以硫化橡 胶，而不足以硫化铜。（否则会在铜线表面形成黑色 的硫化铜）
（3）过氧化物（R-O-O-R） 主要用于树脂和饱和橡胶的交联，其本身不参与交 联，主要起引发作用。 应注意：过氧化物会促进分解，且价格昂贵，应慎 用。
（4）金属氧化物 常用的有ZnO、MgO、PbO，用在含卤素原子的橡 胶中，如氯丁橡胶、溴化丁基橡胶。
（5）胺类（NH2-R） 主要用在热固性塑料（酚醛塑料、氨基塑料）和部 分酸酯类橡胶。
（6）双官能团化合物 如烯类（苯乙烯）：可作为不饱和树脂的交联剂。
（7）合成树脂 如酚醛树脂，可作为丁基橡胶、乙丙橡胶的交联剂。
主要内容
概述 交联剂种类 交联剂机理
9.1 交联剂概述
高分子材料的交联过程需要一定条件：主要是加 入交联体系，并经过一定的稳定、压力和时间。
交联结果： 材料的分子结构发生变化
性能变化
符合要求
高 分
橡 线性大分子 胶
硫 化
网状结构
实质 交联
ห้องสมุดไป่ตู้
子 三
热固性 塑料
固 线性 化
体型结构
大 合 成
交联剂的介绍与使用
交联剂的介绍与使用交联剂是一种能够增加材料强度、硬度和稳定性的化学物质。
它具有使材料形成有序网状结构的能力，从而使材料具有更好的物理和化学性能。
交联剂通常用于涂料、胶水、塑料和橡胶等材料的制备过程中。
交联剂的作用主要通过两个过程实现，即交联反应和化学固化。
交联反应是指交联剂与材料中存在的活性基团（例如羟基、氨基、羧基等）发生化学反应，连接起材料中的分子链，形成一个三维网络结构。
这个网络结构能够增加材料的强度和硬度，并提高材料的耐磨性和耐高温性。
化学固化是指交联剂通过化学反应与材料中的其他成分结合，形成一个稳定的结构。
这个过程可以提高材料的稳定性和耐久性。
交联剂的选择要根据材料的特性和要求来确定。
常见的交联剂包括有机交联剂和无机交联剂。
有机交联剂主要用于塑料和橡胶等有机材料的制备过程中，可以根据需要选择不同的有机交联剂，如含有活性基团的聚合物、环氧树脂、丙烯酸酯和异氰酸酯等。
无机交联剂主要用于涂料和胶水等无机材料的制备过程中，常用的无机交联剂包括硬脂酸锰、硬脂酸锌和硅酮等。
交联剂的使用方法需要根据具体材料和交联剂的特点来确定。
一般来说，交联剂可以直接加入材料中进行混合或反应。
在使用过程中，需要注意以下几点：1.选择合适的交联剂：根据材料的性质和使用要求选择合适的交联剂。
交联剂的选择应考虑交联反应的适用性、固化速度和材料性能的需求。
2.控制交联剂的用量：交联剂的用量对最终产品的性能有重要影响。
过多的交联剂可能会导致材料变脆或失去柔韧性，而过少的交联剂可能无法达到预期的性能要求。
3.控制交联反应的条件：交联反应的条件包括温度、时间和pH值等。
这些条件可以通过调节反应条件来控制交联剂的反应速度和程度。
一般来说，较高的温度和较长的反应时间可以增加交联剂的反应程度，从而提高材料的强度和硬度。
4.注意交联剂的存储和使用：交联剂通常是有毒有害的化学物质，需要正确存放和使用。
应避免交联剂接触皮肤和眼睛，对于易燃易爆的交联剂，应在通风良好的场所使用，并采取防火防爆措施。
偶联剂相关资料全
硅烷偶联剂硅烷偶联剂又名硅烷处理剂、底涂剂，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能力的活性官能团，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。
硅烷偶联剂是在分子中具有两种以上不同反应基的有机硅单体，它可以和有机与无机材料发生化学键合 (偶联)，增加两种材料的粘接性。
通式中n为0～3的整数; X表示水解性官能基，它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、)等发生偶联反应; Y为有机官能团，如乙烯基、乙氧基、氨基、环氧金属、SiO2基、甲基丙烯酰氧基、巯基等，可与无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应。
典型硅烷偶联剂性能如下表：用于玻璃纤维、无机填料表面处理。
用作密封剂、胶粘剂和涂料增稠剂。
还应用于使固定化酶附着到玻璃基材表面、油井钻探防砂、使砖石表面具有憎水性、使荧光灯涂层具有较高的表面电阻、提高液体色谱中有机相对玻璃表面的吸湿性能等。
由硅氯仿与带有活性基团的烯烃在铂催化剂催化下加成再经醇解制得。
代表性硅烷偶联剂如表所示。
根据硅烷偶联剂的反应机理，水解性官能基X遇水生成硅醇。
如果是无机材料(如玻璃)，则偶联剂和玻璃表面的硅醇发生缩合反应，在玻璃和硅烷偶联剂之间形成共价键。
利用这一特点，硅烷偶联剂可用于处理玻璃纤维(制增强塑料)、改进涂料和粘合剂性能以及用于处理无机填料的表面等，对于玻纤增强不饱和聚酯来说，以用甲基丙烯酰氧基硅烷为宜;对于环氧树脂层压板，则以用环氧化硅烷及氨基硅烷为宜。
硅烷偶联剂的新用途是作为聚乙烯交联剂，通过聚乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷接枝共聚，或通过聚乙烯与硅烷发生缩合反应进行交联。
经过处理的聚乙烯可用作电缆及复杂的异型材料。
为了适应功能性高分子复合材料的发展，已开发出一些新型硅烷偶联剂，如γ-脲基丙基- 三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油基丙基-甲基-二乙氧基硅烷及N-苯基-γ-氨基丙基-二甲氧基硅烷等。
一篇文章带你读懂偶联剂
一篇文章带你读懂偶联剂偶联剂:是一类具有两性结构的物质，它们分子中的一部分基团可与无机表面的化学基团反应，形成化学键合；另一部分基团则有亲有机物的性质，可与有机分子发生化学反应或产生较强的分子间作用，从而将两种性质截然不同的材料牢固地结合起来，改善无机填料在聚合物基体中的分散状态，提高填充聚合物材料的力学性能和使用性能。
3.KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)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、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维胶粘剂和用于无机物填充或玻璃增强的热塑料性树脂等。
1、钛酸酯偶联剂化学结构通式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。
钛酸偶联剂2、分类1）单烷氧基型2）单烷氧基焦磷酸酯型3）螯合型4)配位体型3、作用机理钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂，但它的多功能性与一剂多用的特征十分引人注目。
①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，形成化学键合。
另外三个有机长链可与聚合物分子发生缠绕，这样就将聚合物与填料紧密地结合在一起。
单烷氧基钛酸酯在填料表面形成的是单分子层，而不是像硅烷偶联剂那样形成多分子层。
偶联剂简介
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）。
交联剂和偶联剂
主要内容
概述 交联剂种类 交联剂机理
9.1 交联剂概述
高分子材料的交联过程需要一定条件：主要是加 入交联体系，并经过一定的稳定、压力和时间。
交联结果： 材料的分子结构发生变化
性能变化
符合要求
高 分
橡 线性大分子 胶
硫 化
网状结构
实质 交联
子 三
热固性 塑料
固 线性 化
9.3 交联机理
交联体系不同，交联机理不同。
硫磺交联
橡胶交联
非硫磺交联
含硫化合物交联 过氧化物交联 金属氧化物交联
1、硫磺交联机理
适用于不饱和橡胶、三元乙丙橡胶及不饱和度大于2%的 丁基橡胶。
S+M+ZnO、HSt体系：交联不饱和橡胶RH
S:以8硫环形式存在
M:促进剂
交联键发生断裂后产生硫氢基RSxH,而ZnO能与 硫氢基作用，使所断裂的交联键再次结合为新 的交联键，所以交联键总数没有减少。
A 铅稳定剂 B 金属皂类 C 有机锡 D 有机 辅助稳定剂
同类硫化剂有：硒、碲，价格昂贵。
（2）含硫化合物（R-S-S-R） 在硫化过程中能分解出活性硫的化合物。 常用在电线绝缘层。其放出的硫的活性足以硫化
橡胶，而不足以硫化铜。（否则会在铜线表面形成黑 色的硫化铜）
（3）过氧化物（R-O-O-R） 主要用于树脂和饱和橡胶的交联，其本身不参与
交联，主要起引发作用。 应注意：过氧化物会促进分解，且价格昂贵，应
体型结构
大 合 成
塑
料 热塑性
材
塑料
有些作适当交联
料
纤 不交联 维
流变特性 力学性能 耐溶剂性
但不能深度交 联
交联剂
即2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，简称双25，其商品有两种，一种为纯度90%的淡黄色液体，密度为 0.85克/立方厘米；另一种为纯度50%的白色粉末，分解温度179℃（半衰期1分钟）、118℃（半衰期为10小时）。 双25是一种高温交联剂，常用于乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯等，能提高制品的强度、硬度等。 2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-异丙基咪唑、四气邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、三亚乙基四胺、二甲 胺基丙胺、二乙胺基丙胺等也都是交联剂，大部分用于热固性塑料，作为固化剂使用。
性质
常是分子中含多个官能团的物质，如有机二元酸、多元醇等；或是分子内含有多个不饱和双键的化合物，如 二乙烯基苯和二异氰酸酯，N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等。可同单体一起投料，待缩聚（或聚合）到一定程 度发生交联，使产物变为不溶的交联聚合物；也可在线型分子中保留一定数量的官能团（或双键），再加入特定 物质进行交联,如酚醛树脂的固化和橡胶的硫化等。
选用
对于不同的交联剂，应当选择适其所用的交联剂，对交联剂则有如下一些要求： ⑴交联剂的活性基团能与胶黏剂中组分反应形成交联结构。 ⑵交联效率高，只要加入少量便可获得稳定的交联结构。 ⑶交联速度适宜，过快过慢都不利。 ⑷几种交联剂混合使用，可获得最佳的综合效果。 ⑸交联剂在工艺处理和储存期内稳定，不发生有害反应和凝聚作用。无毒害、无刺激性、不污染环境。
2、乙丙橡胶、各种氟橡胶、CPE等特种橡胶的助硫化（与DCP并用，一般用量为0.5-4%），可显著地缩短硫 化时间、提高强度、耐磨性、耐溶剂和耐腐蚀性。
3、丙烯酸、苯乙烯型离子交换树脂的交联。它比二乙烯苯交联剂用量少、质量高、可制备抗污、强度大、大 孔径、耐热、耐酸碱、抗氧化等性能极佳的离子交换树酯。这是国内外新近开发的，前景极好的新型离子交换树 酯。
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主要内容
概述 交联剂种类 交联剂机理
9.1 交联剂概述
高分子材料的交联过程需要一定条件：主要是加 入交联体系，并经过一定的稳定、压力和时间。
交联结果：
材料的分子结构发生变化
性能变化符合要求来自高 分 子 三 大 合 成 材 料
橡 胶
线性大分子
硫 化
线性
网状结构
实质 交联
热固性 塑料 塑 料 热塑性 塑料 纤 维
（2）有机过氧化物
主要是BPO（过氧化二苯甲酰）、DCP（过
氧化二异丙苯），可硫化除丁基橡胶和异丁橡
胶外的所有其他橡胶，但主要硫化饱和橡胶，
如：硅橡胶、氟橡胶、EPR。
交联机理：
①过氧化物分解
在一定温度下，共价电子对可以发生均 裂生成游离基。 ②脱去橡胶分子链上的氢，形成橡胶游离 基。 ③橡胶游离基结合而交联。
固 化
体型结构
有些作适当交联 流变特性 力学性能 耐溶剂性 但不能深度交 联
不交联
9.2 常用交联剂
交联剂是使聚合物交联起来的配合剂。 （1）硫磺 最古老的硫化剂，橡胶工业用的最多。 适用范围：不饱和橡胶 用量：软制品------0.2~0.5phr 硬制品------25~40phr 同类硫化剂有：硒、碲，价格昂贵。
硫氢基作用，使所断裂的交联键再次结合为新
的交联键，所以交联键总数没有减少。
硫化过程中产生的硫化氢会分解多硫键，使交
联键减少，而ZnO能与硫化氢反应。
ZnO能与多硫键作用，脱出多硫键中的硫原子。
2、非硫磺交联机理 （1）含硫化合物 含硫化合物分解出活性硫，使橡胶交联起 来，其过程与硫交联相似。 硫化胶的结构主要是：C-C、C-S-C、C-SS-C键。
偶联剂
定义：能改善填料与高分子材料之间界面特性 的一类物质。 结构特点：含有一种官能团与高分子基体发生 化学反应或至少有好的相容性，另一种官能团 与无机填料形成化学键。 作用：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。
分类：硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯 偶联剂、有机铬络合物偶联剂等。 硅烷类偶联剂 研究最早且被广泛应用的品种之一，
（4）金属氧化物 常用的有ZnO、MgO、PbO，用在含卤素原子的橡胶 中，如氯丁橡胶、溴化丁基橡胶。 （5）胺类（NH2-R） 主要用在热固性塑料（酚醛塑料、氨基塑料）和 部分酸酯类橡胶。 （6）双官能团化合物 如烯类（苯乙烯）：可作为不饱和树脂的交联剂。 （7）合成树脂 如酚醛树脂，可作为丁基橡胶、乙丙橡胶的交联 剂。
（3）金属氧化物 ZnO、MgO 、PbO硫化氯丁橡胶、氯
磺化聚乙烯、聚硫橡胶、氯醇橡胶。
后三者为极性橡胶。
交联机理：
①双键和氯转移
②脱氯
③交联
对聚硫橡胶
ZnO
HS-R-S-S-R-SH HS-R-S-S-R-SH
HS-R-S-S-R-S
Zn
HS-R-S-S-R-S
HS-R-S-S-R-S-R-S-S-R-SH
酚醛树脂应用于橡胶分子交联属于哪种机理（ ） A 交联剂引发自由基反应 B 交联剂官能团 与高分子聚合物反应 C 交联剂官能团反应 D A和B 含氯不同的氯化石蜡不可能作哪种助剂（ ） A 阻燃剂 B 增塑剂 C 抗静电剂 D 润滑剂
下列热稳定剂使用过程中可能产生氯化锌导致 锌烧的是（ ） A 铅稳定剂 B 金属皂类 C 有机锡 D 有机 辅助稳定剂
（2）含硫化合物（R-S-S-R） 在硫化过程中能分解出活性硫的化合物。 常用在电线绝缘层。其放出的硫的活性足以硫化 橡胶，而不足以硫化铜。（否则会在铜线表面形成黑 色的硫化铜） （3）过氧化物（R-O-O-R） 主要用于树脂和饱和橡胶的交联，其本身不参与 交联，主要起引发作用。 应注意：过氧化物会促进分解，且价格昂贵，应 慎用。
9.3 交联机理
交联体系不同，交联机理不同。
硫磺交联
橡胶交联
非硫磺交联
含硫化合物交联
过氧化物交联 金属氧化物交联
1、硫磺交联机理
适用于不饱和橡胶、三元乙丙橡胶及不饱和度大于2%的 丁基橡胶。
S+M+ZnO、HSt体系：交联不饱和橡胶RH
S:以8硫环形式存在 M:促进剂
交联键发生断裂后产生硫氢基RSxH,而ZnO能与