硅烷偶联剂
硅烷偶联剂的作用原理
硅烷偶联剂的作用原理1 硅烷偶联剂的概述硅烷偶联剂是一种重要的有机硅功能材料，具有多种应用。
它通过特定结构的有机硅分子中的硅氧键，与无机材料如玻璃、金属、陶瓷等形成稳定的化学键，并在两种材料之间形成一层有机硅化合物的介质，从而实现有机硅与无机材料的连接。
硅烷偶联剂广泛应用于化工、医疗、生物等多个领域，其作用原理也逐步得到了深入研究。
2 硅烷偶联剂的结构与性质硅烷偶联剂主要是由硅和有机基团组成，其中硅和氧之间的键强度高于碳和氧之间的键。
这种结构使得硅烷偶联剂可以广泛应用于多种材料。
硅烷偶联剂的结构可以分为两种，一种是一元硅烷偶联剂，另一种是复合硅烷偶联剂。
一元硅烷偶联剂一般只含有一种有机基团，比如甲基、乙基等，这种种类的硅烷偶联剂在多种材料的的应用较常见。
而复合硅烷偶联剂则在硅烷分子的基础上添加了其他分子，例如氨基、酰胺基等，在生物领域中得到了广泛应用。
3 硅烷偶联剂的作用原理硅烷偶联剂的主要作用原理是通过其分子结构中的硅氧键实现有机硅和无机硅之间的连接。
具体来说，硅烷偶联剂分子通过其分子结构中的有机基团和硅烷分子的分子结构相互作用，形成硅氧键，从而实现有机硅和无机硅之间的连接。
硅烷偶联剂的连接是基于化学反应进行的，通过化学键形成介质，稳固的连接有机硅与无机硅。
同时，硅烷偶联剂可以通过其有机基团的特殊性质，调节有机硅与无机硅的性质，并防止有机硅因缺乏均一包覆而发生水解并分解。
硅烷偶联剂连接还可以使得不同性质的两种材料连接在一起，形成另一种性质的材料，在这种变化过程中，硅烷偶联剂起到了至关重要的作用。
4 硅烷偶联剂的应用领域硅烷偶联剂的应用领域非常广泛，涉及化工、医疗、生物等多个领域。
其中化工领域中，硅烷偶联剂主要应用于玻璃、金属、陶瓷等无机材料的表面改性，增加其界面耐久性；在纤维素、聚酯等有机材料中的表面涂覆、混合，并起到增加抗张强度的作用。
在医疗、生物领域中，硅烷偶联剂可以应用于细胞和组织的诊断和治疗中。
硅烷偶联剂 PPT课件
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。
以氨丙基三乙氧基硅烷为例， 当用它首先处理无机填料时（如玻璃纤维等），硅烷首先水解变成硅醇， 接着硅醇基与无机填料表面发生脱水反应，进行化学键连接，反应过程如 下： 硅烷中的X基团水解——水解后羟基与无机填料反应——经偶联剂处理的 无机料填进行填充制备复合材料时，偶联剂中的Y基团将与有机高聚物相互
硅烷偶联剂
主讲内容
偶联剂 硅烷偶联剂定义与结构 硅烷偶联剂作用机理 有机硅烷偶联剂的选择原则 硅烷偶联剂的种类及应用 硅烷偶联剂使用方法
偶联剂
一、偶联剂定义 偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。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。
单烷氧基焦磷酸酯型
螯合型
适用于树脂基多种复合材料体系，适合于 含湿量高的填料体系；
适用于树脂基多种复合材料体系，由于它 们具有非常好的水解稳定性，特别适用于 含水聚合物体系； 适用于多种树脂基或橡胶基复合材料体系 适用于多种热固性树脂，也适用于多种热 塑性树脂。
配位体型 铝酸化合物偶 联剂 硅烷偶联剂 含铝酸的低分子量的无机聚合 物 在分子中同时含有两种不同化 学性质基团的有机硅化合物
161.5 190.3
相对密 度 (25℃)
1.26 0.93
折射率 (25℃)
1.432 1.395
闪点 /℃
21 54
沸点/℃ (101.324×1 03Pa)
19 161
乙烯基三氯硅烷 乙烯基三乙氧基硅烷
硅烷偶联剂及其应用课件
在涂料中添加硅烷偶联剂，可以提高涂层对基材的附着力，以及涂层的耐候性、 耐磨性等。
提高胶粘剂的粘结强度
在胶粘剂中使用硅烷偶联剂，可以提高胶粘剂对无机材料和有机材料的粘结强度 ，以及耐水、耐热等性能。
硅烷偶联剂应用案
04
例及效果分析
橡胶领域应用案例及效果分析
提高橡胶与填料的相容性
改善界面性能
通过硅烷偶联剂的“分子桥”作用，无机材料和有机材料的界面性能可 以得到显著改善，如提高材料的力学性能、电气性能、耐候性能等。
03
耐水性
硅氧烷基团的水解反应使得硅烷偶联剂在湿态环境下也能发挥效能。
硅烷偶联剂在橡胶领域的应用
提升橡胶与填料的分散性
硅烷偶联剂可以改善橡胶与填料之间的相容性，提高填料的 分散性，从而提高橡胶的力学性能。
THANKS.
提高耐磨性和抗老化性
通过改善橡胶表面的性能，硅烷偶联剂可以提高橡胶的耐磨 性和抗老化性。
硅烷偶联剂在塑料领域的应用
增强塑料的力学性能
硅烷偶联剂可以提高塑料与填料或增 强材料之间的界面粘结力，从而提高 塑料的力学性能。
提高塑料的耐候性
硅烷偶联剂可以改善塑料的表面性能 ，提高其耐候性。
硅烷偶联剂在其他领域的应用（如涂料、胶粘剂等）
竞争格局
当前，国内外众多企业纷纷涉足硅烷偶联剂领域，市场竞争激烈。国内企业在不断提高技 术水平和产品质量的同时，也在积极开拓国际市场。
前景展望
随着人们对环保、高性能材料的需求不断增长，硅烷偶联剂市场前景广阔。未来，市场将 更加关注产品的环保性能、高性能化和功能性。
硅烷偶联剂的创新发展方向
高性能化
为满足高分子材料在高强度、高模量、高耐磨等方面的要求，硅烷 偶联剂需要不断提高自身的性能，如耐热性、耐候性、耐化学品性 等。
硅烷偶联剂的作用原理
硅烷偶联剂的作用原理首先，硅烷偶联剂的分子结构特点决定了其具有很强的亲硅性和亲油性，使其能够有效地在有机物和无机物之间建立化学键。
硅烷偶联剂的分子结构通常含有一个或多个硅烷基（R-Si）和一个或多个活性官能团（例如氨基、羧基、羟基等）。
硅烷基可以通过官能团与无机材料表面形成化学键，而官能团可以与有机物表面发生反应。
这种特殊的结构使硅烷偶联剂能够同时与有机物和无机物发生反应，从而实现它们之间的紧密结合。
第二，硅烷偶联剂的化学反应是实现有机物和无机物之间偶联的关键。
其反应机理主要包括两种：一是硅烷偶联剂中的硅烷基与无机材料表面的氢原子发生取代反应，形成硅氧键；二是硅烷偶联剂中的官能团与有机物表面的官能团发生化学反应，如缩酐反应、缩醛反应、羧酸反应等。
这些反应能够在官能团之间建立化学键，使硅烷偶联剂与有机物和无机物之间形成稳定的化学键。
最后，硅烷偶联剂的界面效应是指其在有机物和无机物界面上所表现出的性质和作用。
硅烷偶联剂在界面上能够形成一层物理或化学的稳定膜，不仅可以改善两者之间的相溶性和相容性，还能提高它们之间的粘附性、增加界面的密封性和抗湿性，从而有效地减少水分、氧和污染物等对界面的腐蚀和破坏。
此外，硅烷偶联剂还能调节界面的电荷性质，改变界面表面的电性和化学反应性，进一步提高界面的稳定性和功能性。
总之，硅烷偶联剂的作用原理可以归结为其独特的分子结构、化学反应和界面效应的综合作用。
通过这种作用机制，硅烷偶联剂能够实现有机物和无机物之间的有效偶联，并提高它们之间的相容性、粘附性和界面性能，从而在多种领域中得到广泛应用。
常用硅烷偶联剂
常用硅烷偶联剂——KH550、KH560、KH570、KH792、DL6021. KH550KH550硅烷偶联剂 CAS号：919-30-2一、国外对应牌号A-1100美国联碳,Z-6011美国道康宁,KBM-903日本信越;本品有碱性,通用性强,适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂;二、化学名称分子式：名称：γ-氨丙基三乙氧基硅烷别名：3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺3-Triethoxysilylpropylamine APTES,γ-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷3-Aminpropyltriethoxysilane AMEO分子式：NH2CH23SiOC2H53分子量：221.37分子结构：三、物理性质:外观：无色透明液体密度ρ25℃：0.946沸点：217℃折光率nD25: 1.420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;本品应严格密封,存放于干燥、阴凉、避光的室内;四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚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;本品是优异的粘结促进剂,可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料,可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性,也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料;在树脂砂铸造中,本品增强树脂硅砂的粘合性,提高型砂强度抗湿性;在玻纤棉和矿物棉生产中,将其加入到酚醛粘结剂中,可提高防潮性及增加压缩回弹性;在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性;2. KH560一、国外对应牌号：A-187美国联碳公司;KBM-403日本信越化学工业株式会社二、化学名称及分子式化学名称：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷分子式：CH2CHOCH2OCH23SiOCH33结构式：分子量：236.3376三、物理性质：物理形态：液体;颜色：无色透明;沸点：290℃;折光率：nD25 1.4260-1.4280,密度ρ25℃1.065-1.072;溶解性：溶于水,同时发生水解反应,水解反应释放甲醇;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;四、应用范围：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;五、特点与用途改善用玻璃纤维粗纱增强的硬复合材料的强度性能;在调湿期后,把强度性能保持在最大程度;增强基于环氧树脂电子密封剂和封装材料及印刷电路板的电性能,这是提高了树脂与基体或填充剂之间的粘结力而产生的;增强许多无机物填充的尼龙,聚丁烯对苯二酸酯在内的复合材料的电学性能;对范围广泛的填充剂和基体,象粘土、滑石、硅灰石、硅石、石英或铝、铜和铁在内的金属都有效;从添加KH-560获益的具体应用,包括：用石英填充的环氧密封剂、预混配方,用砂填充的环氧树脂混凝土修补材料或涂层和用于制模工具和金属填充的环氧树脂材料;免除了对多硫化物和聚氨酯密封胶和嵌缝化合物中独立底漆的要求;改进两部分环氧结构粘合剂的粘接;改进含水丙烯酸胶乳嵌缝胶和密封胶,基于聚氨酯和环氧树脂的涂层中的粘合;在有机调色剂中,改善粘合剂的兼溶性,分散性和流动性;3. KH570一、简介KH-570硅烷偶联剂,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是一种有机官能团硅烷偶联剂,对于提高玻纤增强和含无机填料的热固性树脂能提高它们的机械电气性能,特别是通过活性游离基反应固化如不饱和聚酯,聚氨酯和丙烯酸酯的热塑性树脂的填充,包括聚烯烃和热塑性聚氨酯;二、国外对应牌号：A-174美国联合碳化物公司KBM-503日本信越化学工业株式会社SH-6030美国道康宁化学公司三、化学名称：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷四、分子式：CH2=CCH3COOCH23SiOCH33五、典型的物理性质参数标准指标外观微黄色至无色透明液体颜色 Pt-Co, ≤ 30密度ρ 20℃,g/cm3 1.043~1.053折光率nD 25°C 1.4285 ~1.4310沸点：255℃纯度%, ≥ 97.0溶解性硅烷偶联剂KH-570可溶于甲醇、乙醇、乙丙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯,水解后在搅拌下可溶于PH=4的水中,水解产生甲醇.六、用途：主要用于改善有机材料和无机材料的粘接性能,特别适用于游离基交联的聚酯橡胶,聚烯烃、聚苯乙烯和在光敏材料中作为助剂;七、CAS NO. : 2530-85-0八、特征和用途KH-570硅烷偶联剂的用途：1当复合材料用经过与聚酯相容的表面处理剂处理过的玻纤时,能显着提高复合材料的强度,这种表面处理剂通常包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂和抗静电剂;2此产品提高填充白碳黑、玻璃、硅酸盐和金属氧化物的聚酯复合材料的干湿态机械强度;3此产品提高许多无机填料填充复合材料的湿态电气性能;例如：交联聚乙烯和聚氯乙烯;4此产品可与醋酸乙烯和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体共聚合成可室温交联固化的;这些硅烷团化聚合物广泛应用于涂料、胶粘剂和密封胶中;提供优异的粘接力和耐久力;4. KH792一、国外对应牌号：美国联碳公司：A-112.0,美国道康宁公司：Z-6020 日本信越公司：KBM-603二、化学名称：N-β一氨乙基-γ-氨丙基三甲乙氧基硅烷三、化学结构式:NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2SiOCH33四、物理性质：本品为双氨基型官司能团硅烷,外观为淡黄色透明液体,能溶于苯、乙醚中,与丙酮,四氯化碳,水反应;沸点：259℃,密度ρ25℃ 1.030,折光率nD25 1.448；闪点138℃;五、用途及注意事项：改善粘合,提高了复合材料的干态和抗张强度与模量,抗弯强度与压缩强度;尤其是制品湿态电气性能;主要提高环氧、酚醛,三聚氰胺,呋喃等树脂层压材料性能,对聚丙烯,聚乙烯,聚丙烯酸醋,有机硅,聚酰胺,聚碳酸醋,聚氰乙烯也有效;主要作玻纤整理剂,也广泛用于玻璃微珠,白炭黑,滑石,云母,粘土,粉煤灰等含硅物质;六.包装及储存1.塑料桶包装,每桶净重5公斤,10公斤,200公斤特殊规格需预订;2.本品需密闭,于阴凉通风处储存;5. DL602一、国外对应牌号：美国联碳公司：A-2120,日本信越公司：KBM-602二、化学名称：N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷三、化学结构式：NH2 CH2 CH2 NH2 CH2 CH2 CH2 SiCH3OCH32四、物理性质：本品为双氨基型官能团硅烷,外观为无色透明液体,能溶于乙醇、乙醚、丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂,受潮易水解,密度ρ25℃ 0.970,折光率nD25 1.445,沸点：232℃,闪点：93℃;五、用途及注意事项：本品是多种有机硅超级柔软整理剂,用其改性后的硅油加大了对纤维的亲和力,从而达到柔软、滑爽、悬垂、抗静电、耐洗、防皱等功效; 用于硅烷固化、聚硫密封剂胶中,单、双组份可交联渗入硅酮聚硫密封胶,从而改善对基材水泥、铜、玻璃等的附着力,而且固化无气泡,体系色浅; 用于酚醛、环氧树脂,可提高复合材料的强度和低频条件下的湿态电气性能.。
偶联剂相关资料
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。
硅烷偶联剂
偶联剂
亲无机物 的基团
亲有机物 的基团
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
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3
二、偶联剂的作用
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、旋光性能 等。
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。
硅烷偶联剂
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1
主讲内容
偶联剂 硅烷偶联剂定义与结构 硅烷偶联剂作用机理 有机硅烷偶联剂的选择原则 硅烷偶联剂的种类及应用 硅烷偶联剂使用方法
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偶联剂
一、偶联剂定义 偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。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。
硅烷偶联剂结构
结构通式为YnSiX（4-n）；
1.通式中n为0～3的整数；
2. X为可水基团，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分解， 与无机物表面有较好的反应性。典型的X基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等； 最常用的则是甲氧基和乙氧基;
3. Y为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。如乙烯基、乙氧基、氨基、 环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基等，与各种合成树脂、橡胶有较强的亲和力或反应 能力。
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常用的代表性硅烷偶联剂
偶联剂名称
乙烯基三氯硅烷 乙烯基三乙氧基硅烷 乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷
硅烷偶联剂
KH-550(对范围广泛的填充剂和基体，象粘土、滑石、硅灰石、硅石、石英或铝、铜和铁在内的金属都有效。
)
水解PH值条件
1 准备醋酸浓度为0.1～2.0％的水溶液若硅烷偶联剂的溶解性良好，则可以降低醋酸浓度。
若是硅烷偶联剂KBM-6123，KBM-573，KBM-575除外），则无需添加醋酸。
2 在充分搅拌醋酸水溶液的同时滴入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的浓度一般为0.1～2.0％，搅拌速度应控制在不使液体溢出状态。
另外，若滴入时间过短则不利于硅烷偶联剂的扩散，极易生成凝胶状物质。
3 滴入工作结束后，继续搅拌30～60分钟待水溶液几乎呈透明状态时，硅烷偶联剂的加水分解工作方告结束。
4 根据需要对硅烷水溶液进行过滤，当出现不容物或悬浮物时，若施以过滤会取得好的效果。
在连续使用硅烷水溶液时，建议采用孔径为0.5um以下的染料溶滤笼做循环过滤处理。
[水溶性]
属于硅烷偶联剂的烷氧基甲硅烷基，一旦溶于水中，则成为硅烷醇基。
这个硅烷醇基是不稳定的，随着时间的推移会产生缩合反应，其结果是与硅氧烷结合而凝胶化。
虽然通常情况下硅烷醇基在水溶液中并不稳定，可一旦进入弱酸性环境，则变的极其稳定。
此外，胺硅烷基于与氨基的相互作用，它在水溶液中是非常稳定的。
为了改善溶液保存的稳定性，可以使用调节溶液的ph值（ph4～5）同时使用乙醇以及在低于常温的环境下储藏等方法。
常用硅烷偶联剂介绍
常用硅烷偶联剂介绍1. KH550KH550硅烷偶联剂CAS号：919-30-2一、国外对应牌号A-1100 （美国联碳），Z-6011 （美国道康宁），KBM-903 （日本信越）。
本品有碱性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。
二、化学名称分子式：名称：Y氨丙基二乙氧基硅烷3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺别名：【3-Triethoxysilylpropylami ne APTES 】，Y氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷|【3-Aminpropyltriethoxysilane AMEO 】分子式: NH2(CH 2)3Si(OC2H5)3分子量: 221.37分子结构:三、物理性质:外观：无色透明液体密度（p 25C ）: 0.946沸点：217 C折光率nD25: 1.420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。
本品应严格密封，存放于干燥、阴凉、避光的室内。
四、KH550主要用途：本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、聚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。
本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。
在树脂砂铸造中，本品增强树脂硅砂的粘合性，提咼型砂强度抗湿性。
在玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。
在砂轮制造中它有助于改进耐磨自硬砂的酚醛粘合剂的粘结性及耐水性。
2. KH560一、国外对应牌号：A-187 （美国联碳公司）。
KBM -403 （日本信越化学工业株式会社）二、化学名称及分子式化学名称：Y缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷分子式：CH2CH(O)CH 2O(CH2)3Si(OCH 3)3结构式:分子量：236.3376三、物理性质：物理形态：液体。
硅烷偶联剂原理合成与应用
硅烷偶联剂原理合成与应用
硅烷偶联剂是一种含硅原子的配体，可以和金属离子、有机酸、有机
氨基酸等进行偶联反应，形成硅-配体-金属离子(SM)三价配合物，其中硅
烷偶联剂作为"配体"连接"金属离子"和"核心"之间。
硅烷偶联剂的合成通常采用高效率的硅烷化反应，即通过氯硅烷和胺、醛、酮等R-X或R-OH和氯硅烷和酸氧化反应合成硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂主要用于各种金属离子的聚集，如钙、铷、锆、锡、钛、钯、铜、铝、钨和镍等金属离子，可以用来合成各种类型的有机高分子复
合物，作为染色剂、催化剂、阻燃剂等，也可以提高有机高分子的物理性能，如：热稳定性、机械性能、光学性能等。
此外，硅烷偶联剂还可用于
制备导电聚合物、传感器、复合材料、生物材料、生物分子传感器等。
硅烷偶联剂类附着力促进剂
硅烷偶联剂类附着力促进剂硅烷偶联剂是一种广泛应用于材料科学与工程领域的功能性化学物质，它通过在材料表面形成一层稳定的硅氧键结构，具有优异的附着力促进性能。
本文将简要介绍硅烷偶联剂的概念、应用领域以及相关研究内容。
硅烷偶联剂是一类分子结构中含有硅原子、有机基团和可与材料表面反应的官能团的化合物。
它主要通过与基体表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键结构，从而提高材料表面的附着力。
硅烷偶联剂具有官能化学、防腐性能、表面改性和分散性能等方面的优点，广泛应用于领域如粉体涂料、胶粘剂、填料表面改性、橡胶制品、涂料和树脂等。
在粉体涂料领域，硅烷偶联剂可用于改善颜料的分散性，增加涂膜附着力和耐久性。
研究表明，硅烷偶联剂与颜料、树脂基体之间形成强化键，提高了颜料的分散度和附着力，从而使涂膜更加均匀、牢固。
此外，硅烷偶联剂还可以提高涂料的耐候性、耐化学性和耐磨性。
在胶粘剂领域，硅烷偶联剂可用于改善基材与胶粘剂之间的附着力。
研究表明，硅烷偶联剂能够与基材表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键结构，增强基材与胶粘剂之间的结合力。
此外，硅烷偶联剂还可以提高胶粘剂的耐热性、抗水性和耐腐蚀性。
在填料表面改性领域，硅烷偶联剂可用于提高填料的分散性和与基体之间的结合力。
研究表明，硅烷偶联剂可以在填料表面形成化学键，增强填料与基体之间的相互作用力，从而提高填料的粒径分散性和填充效果。
在橡胶制品领域，硅烷偶联剂可用于提高橡胶材料的耐磨性、耐候性和抗老化能力。
研究表明，硅烷偶联剂可以与橡胶表面形成化学键，增强橡胶与填料、增塑剂之间的相互作用力，从而改善橡胶材料的物理和力学性能。
在涂料和树脂领域，硅烷偶联剂可用于提高材料的耐久性、表面硬度和附着力。
研究表明，硅烷偶联剂能够与树脂基体形成稳定的硅氧键结构，提高材料的刷涂性能和耐候性。
总之，硅烷偶联剂是一种重要的附着力促进剂，具有广泛的应用领域。
相关研究内容包括硅烷偶联剂的合成方法、表面改性机制、附着力测试方法以及硅烷偶联剂与基体表面的相互作用等。
硅烷偶联剂在固化剂中的作用
硅烷偶联剂在固化剂中的作用一、引言硅烷偶联剂是一种重要的有机化学品，在许多领域都有广泛的应用。
它在固化剂中的作用也备受关注。
本文将就硅烷偶联剂在固化剂中的作用进行探讨，以期加深对其机理的理解。
二、硅烷偶联剂的基本特性硅烷偶联剂是一类含有硅原子的有机化合物，具有独特的化学结构和性质。
它能够与无机颗粒或有机物表面发生化学反应，形成稳定的化学键，从而使两者紧密结合。
硅烷偶联剂具有良好的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械强度，因此在固化剂中具有重要的作用。
三、硅烷偶联剂在固化剂中的作用机理1. 提高粘结力硅烷偶联剂能够与固化剂中的活性基团发生反应，形成化学键，从而提高固化剂的粘结力。
这种化学键能够增加固化剂与基材之间的相互作用力，使其更加牢固。
2. 促进反应速率硅烷偶联剂能够作为催化剂，加速固化剂中的反应速率。
它能够降低反应的活化能，提高反应速率，从而加快固化剂的固化过程。
3. 改善固化剂的耐热性和耐候性硅烷偶联剂能够提高固化剂的耐热性和耐候性。
它能够形成稳定的化学键，阻止固化剂中的有机物分解或氧化，从而提高其耐热性和耐候性。
四、硅烷偶联剂在固化剂中的应用领域硅烷偶联剂在固化剂中具有广泛的应用领域。
它被广泛应用于涂料、粘接剂、密封剂等领域。
例如，在涂料中，硅烷偶联剂能够提高涂料的附着力和耐候性；在粘接剂中，硅烷偶联剂能够提高粘接剂的粘结强度和耐热性；在密封剂中，硅烷偶联剂能够提高密封剂的封闭性和耐候性。
五、总结硅烷偶联剂在固化剂中起着重要的作用。
它能够提高固化剂的粘结力，促进反应速率，改善固化剂的耐热性和耐候性。
因此，硅烷偶联剂在涂料、粘接剂、密封剂等领域中有广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，硅烷偶联剂在固化剂中的应用前景将更加广阔。
《硅烷偶联剂》课件
硅烷偶联剂能够将两种性质不同的材料 有效地结合在一起，提高材料的物理性 能和化学性能，因此在复合材料、密封 材料、胶粘剂等领域具有广泛的应用。
硅烷偶联剂在解决材料界面问题方面具 有显著的效果，能够提高材料的粘附力 、耐水性、耐候性等性能，为新型材料 的研究和应用提供了重要的技术支持。
硅烷偶联剂的发展前景
02
03
市场规模
中国硅烷偶联剂市场规模 不断扩大，已经成为全球 最大的硅烷偶联剂消费国 。
区域分布
中国硅烷偶联剂市场主要 分布在华东、华南和华北 地区，其中华东地区占据 较大市场份额。
竞争格局
中国硅烷偶联剂市场竞争 激烈，主要企业包括巴斯 夫、陶氏化学、赢创工业 等国内外企业。
硅烷偶联剂市场发展趋势
联剂等。
推广环保型硅烷偶联剂 的应用，减少传统有机 硅烷偶联剂对环境的影
响。
加强环保型硅烷偶联剂 的研发和生产，提高其 在市场中的份额和竞争
力。
05
结论
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
Eห้องสมุดไป่ตู้A
硅烷偶联剂的重要地位
硅烷偶联剂在材料科学领域中具有不可 替代的地位，广泛应用于橡胶、塑料、 涂料等高分子材料的改性及粘接过程中
硅烷偶联剂的未来发展
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
新品种的研发
01
硅烷偶联剂新品种的不断涌现 ，以满足不同领域和用途的需 求。
02
针对特定应用场景，开发具有 特殊性能和功能的硅烷偶联剂 ，如高粘度、低粘度、高反应 活性等。
03
针对新兴领域，如生物医学、 新能源等，开发具有生物相容 性、生物活性、光响应性等特 殊性能的硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂
主讲内容
偶联剂 硅烷偶联剂定义与结构 硅烷偶联剂作用机理 有机硅烷偶联剂的选择原则 硅烷偶联剂的种类及应用 硅烷偶联剂使用方法
偶联剂
一、偶联剂定义 偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。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。
161.5 190.3
相对密 度 (25℃)
1.26 0.93
折射率 (25℃)
1.432 1.395
闪点 /℃
21 54
沸点/℃ (101.324×1 03Pa)
19 161
乙烯基三氯硅烷 乙烯基三乙氧基硅烷
乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷
γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷 γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基 硅烷 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧 基硅烷 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基三甲氧基硅烷 γ-氯丙基-三甲氧基硅烷 γ-巯丙基-三甲氧基硅烷 γ-氨丙基-三甲氧基硅烷
硅烷偶联剂
一、硅烷偶联剂定义与结构
硅烷偶联剂定义
硅烷偶联剂又名硅烷处理剂、底涂剂，是一类在分子中同时含有两种不同化学性质 基团的有机硅化合物,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。
硅烷偶联剂结构
结构通式为YnSiX（4-n）； 1.通式中n为0～3的整数；
2. X为可水基团，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分解，
下表为聚合物基料与常用硅烷偶联剂的适用性
五、硅烷偶联剂的使用
1. 硅烷偶联剂的用量
硅烷偶联剂用量与偶联剂的品种及填料的比面积有关，假设为单分子 层吸附，可按下式进行计算：
硅烷偶联剂最小包覆面积以硅烷偶联剂的品种不同而异。一般来说，实 际用量要小于用上述公式计算的用量。当不知道无机粉体的比表面积数 据或硅烷偶联剂的最小包覆面积时，可将硅烷偶联剂用量选定为无机粉 体质量的0.10%～1.5%。
什么是硅烷偶联剂
硅烷偶联剂知识一、定义及性能特点硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其经典产物可用通式YSiX3表示。
式中，Y为非水解基团（也是有机基团，可以为环氧基、甲基丙稀酰氧基、巯基、氨基、烷基、异氰酸酯基和乙烯基），可与高分子发生化学反应或形成氢键，从而与高分子形成牢固的结合；X为可水解基团(包括Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-等），可与含羟基无机材料反应。
由于这一特殊结构，硅烷偶联剂会在无机材料（如玻璃、金属或矿物）和有机材料（如有机聚合物、涂料或粘合剂）的界面起作用，结合或偶联两种截然不同材料。
有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用，并可强化提高复合材料的物理化学性能,如强度、韧性、电性能、耐水、耐腐蚀性。
性能特点及优势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。
硅烷偶联剂不仅可用作基体间的弹性桥联剂，即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性，达到提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的；也可用作材料表面改性剂，赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能；还可以用作非交联聚合物体系的交联固化剂，使其实现常温常压固化。
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二、硅烷偶联剂的作用机理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。
硅烷偶联剂固化树脂原理
硅烷偶联剂固化树脂原理
硅烷偶联剂的固化树脂原理主要包括三个步骤：
首先，硅烷偶联剂的水解形成硅醇。
硅烷偶联剂的通式为RnSiX4-n，其中X代表连接在硅原子上的可水解基团。
在水的作用下，这些可水解基团分解出硅醇。
接着，硅醇脱水缩合形成硅羟基。
这个过程中，硅醇脱水形成硅氧键，也就是Si-O-Si化学键。
最后，硅羟基进一步脱水缩聚形成Si-O-Si键。
这样，硅烷偶联剂就可以将无机填料（如玻璃、硅石等）和有机树脂（如环氧树脂、聚酯等）通过化学键牢固地结合在一起，从而显著提高复合材料的机械性能。
如需了解更多关于硅烷偶联剂固化树脂原理的信息，建议咨询化学家或查阅化学书籍。
硅烷偶联剂及其应用技术
• SCA在聚合物化学结构改性中的应用
随着聚合物通过接枝、嵌段或大分子单体改性的深入研究,高性能或综 合性能优越的高分子不断涌现,有机硅改性聚合物或有机物改性有机聚硅氧 烷的研发,以及不同化学结构的聚合物的复合制备高分子合金或聚合物/金属 复合材料的制造,SCA作为这些材料交联、扩链、接枝的单体或增黏、增强 助剂的助剂越来越普遍,今后在这些领域的用途还将继续扩大,
SCA的水解反应为离解的化学平衡体系,其水解平衡反应式如下：
酸和碱是以上反应的催化剂,在中性介质中,SCA水解速率较慢,一般来说, 酸催化水解比较容易实现,
SCA中有机基团的种类和硅酸酯基团的种类和数目越多,其SCA的水解稳 定性越大,即生成的硅醇也就越稳定,因此,提高SCA的稳定性对分散纳米粒子 具有重要意义,
根据聚合物的不同性质, Q 应与聚合物分子有较强的亲和力或反应能力, 如甲基、 乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等,典型的 X 基团有烷氧基、芳氧基、 酰基、氯基等,但最常用的则是甲氧基和乙氧基,
SiC
HO OH OH
R
R
R
HO
OH HO Si O Si O Si OH
H2O HO
SiC
OH
• SCA金属表面处理中的应用
由于SCA在水解后能形成三烃基的硅醇,醇羟基之间可以互相反应生成 一层交联的致密网状疏水膜,由于这种膜表面有能够和树脂起反应的有机 官能团,因此对漆膜的附着力会大大提高,抗腐蚀、耐摩擦、抗冲击能力也 随之提高,同时,由于SCA膜本身具有疏水性,从而具有一定的防腐效果,且与 膜的致密程度成正比,
浑浊程度观测法
在装有SCA溶液的烧杯下面放入一印有清晰字体的纸片,随着SCA水解 时间延长,隔一段时间定期观察一次,当不能读出纸片上的字体时,此时表明 SCA水解溶液变浑浊,记录此时的水解时间,
硅烷偶联剂的作用机理及使用方法
硅烷偶联剂的作用机理及使用方法嘿，咱今儿个就来唠唠硅烷偶联剂这玩意儿！你可别小瞧它，它在好多领域那可都是大显身手呢！硅烷偶联剂啊，就像是个神奇的“桥梁建筑师”。
它能在无机材料和有机材料之间搭起一座坚固的桥梁，让它们紧密相连，相互合作。
你想想看，这就好比是两个原本不太熟的人，经过它这么一牵线搭桥，嘿，关系变得铁得很呐！它的作用机理挺有意思的。
就好像它有一双神奇的手，一边能紧紧抓住无机材料，另一边又能和有机材料亲密拥抱。
这样一来，不同性质的材料就能更好地融合在一起，发挥出更大的作用。
这不就像是把不同的拼图块完美地拼接起来，形成一幅美丽的大拼图嘛！那硅烷偶联剂具体咋用呢？这可得好好说说。
首先啊，得根据不同的应用场景和材料来选择合适的硅烷偶联剂。
这就跟选衣服似的，得合身才行呀！然后呢，在使用的时候，得注意它的浓度和处理时间。
浓度太高或太低，处理时间太长或太短，都可能会影响效果哦。
这就像做菜放调料，多了少了味道可就不一样啦！比如说，在橡胶行业里，硅烷偶联剂能让橡胶和填料更好地结合，让橡胶制品更耐用、更有弹性。
这就像是给橡胶注入了一股神奇的力量，让它变得更强大！在涂料行业呢，它能提高涂料的附着力和耐候性，让涂料牢牢地附着在物体表面，风吹雨打都不怕。
这不就像是给涂料穿上了一件坚固的铠甲嘛！再比如在玻璃纤维增强塑料中，硅烷偶联剂能大大增强玻璃纤维和树脂之间的结合力，让制品更坚固、更可靠。
哇，这可真是太厉害啦！它就像是一个默默奉献的幕后英雄，虽然不显眼，但却起着至关重要的作用。
而且啊，硅烷偶联剂的使用方法也不难。
只要按照正确的步骤来操作，就能发挥出它的最大功效。
不过可得细心点哦，就像照顾小婴儿一样，得精心呵护才行呢！总之呢，硅烷偶联剂是个非常重要的东西。
它的作用机理和使用方法都值得我们好好去研究和掌握。
这样我们才能更好地利用它，让它为我们的生活和工作带来更多的便利和好处。
你说是不是呢？所以啊，别小看了这小小的硅烷偶联剂，它可有着大大的能量呢！。
硅烷偶联剂(白炭黑)
硅烷偶联剂（白炭黑）硅烷偶联剂的通式可以表示为：Y—R—SiX3X和Y是两类反应特性不同的活性基团。
其中，X易与无机物中的玻璃、陶土、二氧化硅、金属、金属氧化物等产生牢固的结合（化学或物理的）；而Y则易与有机物中的树脂、橡胶等产生良好的结合（化学或物理的），正是由于其分子中同时存在亲有机和亲无机的两种功能团，因此，通过硅烷偶联剂就可以把有机材料和无机材料这两种性质差异很大的材料牢固粘合在一起（偶联），从而获得满意的粘接。
这就是硅烷偶联剂名称的由来。
按连接在硅原子上可水解基团（即X基团）的数量不同，硅烷偶联剂可分为三官能型和二官能型两大类，近年来，还出现了官能团为聚合物的聚合物型硅烷偶联剂。
在国外，由于硅烷偶联剂的生产主要为几家大公司所控制，为了形成垄断，各立牌号。
因此，同一种产品，市场上可以出现几个牌号，名目繁多。
目前，美国联合碳化公司（UCC）是世界上最大的硅烷偶联剂生产厂家，其所拥有的品种也最多。
2、硅烷偶联剂的应用硅烷偶联剂最早是作为玻璃纤维增强塑料的玻纤处理剂而开发的。
由于硅烷偶联剂改善了玻纤与树脂之间的粘合，从而显著提高了增强塑料的机械性能。
随着复合材料的迅速发展，硅烷偶联剂无论在品种或产量的发展速度也很快。
近年来，利用硅烷偶联剂对某些材料引入特定功能性基团，可以改进材料的表面性质，获得防静电、防霉、防臭、防凝血和生理惰性等，成为硅烷偶联剂新用途的开端。
正是由于许多重要应用领域的开发，硅烷偶联剂成为有机硅的一个重要分支。
硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCl3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。
硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料（如玻璃、硅砂、金属等）化学结合的反应基团及与有机质材料（合成树脂等）化学结合的反应基团。
可用通式Y（CH2）nSiX3表示，此处，n=0～3；X－可水解的基团；Y一有机官能团，能与树脂起反应。
X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅醇（Si(OH)3）,而与无机物质结合,形成硅氧烷。