塑料用填料表面处理及偶联剂应用效果
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]。
填料的表面处理方法
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12
铝酸酯偶联剂问世
1984年我国福建师范大学高分子系章文贡 等首创铝酸酯偶联剂，50多个品种。
合成工艺简单、产率高、无腐蚀、无污染、 色浅、无毒
热稳定性好 适用面宽 偶联效果好
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13
发展动向
问世50多年后，仍处于迅速发展状态 寻找更高效、更廉价的新型偶联剂 向多功能发展，逐渐形成专用化、系列化
9
过氧化硅烷 阳离子硅烷 叠氮硅烷
适用于聚烯烃
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10
硅烷偶联剂适合处理
二氧化硅 云母 三水合氧化铝 硅灰石 玻璃纤维 高岭土
对碳酸盐、硫酸盐处理效果不佳
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11
钛酸酯偶联剂
1972年美国肯尼迪公司（Kenrich Inc.） 研制出TTC（三异硬酯酰基钛酸异丙酯）。
填料的表面处理方法
——偶联剂法
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1
4.5.1 概述
天然或人工合成无机填料——极性的，水 不溶性物质
有机高分子——极性极小
二者相容性不好——加工性能及使用性能 下降
必须对填料表面进行处理，使填料表面的 极性接近所要填充的高分子树脂，改善相 容性。
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2
所选用的表面处理剂
表面活性剂 偶联剂 有机高分子 无机物
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21
钛酸酯偶联剂
结构：
亲无机端 ——中心原子—— 亲有机端
(RO)4－n－Ti－(O－X－R’－Y)n 1.(RO)4－n：是易水解的短链烷氧基或对水 有一定稳定性的螯合基，可与填料表面的 单分子层结合水或羟基的质子作用而结合 于无机填料表面。
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2.(O－X－R’－Y)n ：是亲有机 基团。
偶联剂的种类特色及应用
偶联剂的种类、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(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。
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。
1.1 结构和作用机理硅烷偶联剂的通式为RNSIX(4-N),式中R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。
偶联剂及偶联剂在填料中的应用
偶联剂及偶联剂在填料中的应用1. 偶联剂的概念和作用1.1 偶联剂的概念偶联剂，即通过化学反应，使填料表面介质和催化剂吸附在一起，从而加强两者的相互作用的一种化学物质。
偶联剂有机活性物质，常由一个或多个活性羟基团、羧基团、胺基团等官能团连接而成。
它可以通过化学键的形式与填料表面的羟基、胺基等活性位点反应，在填料表面构建化学键，增加催化剂和催化剂载体的结合力，从而提高催化剂的稳定性、活性和选择性。
1.2 偶联剂的作用偶联剂作为催化剂载体表面的活性化合物，能够促进催化剂和催化剂载体的结合，有利于提高催化剂的稳定性、活性以及选择性，从而实现催化反应的高效进行。
2. 偶联剂在填料中的应用在催化剂制备过程中，选用合适的偶联剂可以提高催化剂的性能，特别是在填料中应用，偶联剂的作用更加明显。
2.1 偶联剂的应用方式偶联剂在填料中的应用方式主要有以下几种。
2.1.1 包覆法将偶联剂和催化剂混合，涂覆在填料载体上，通过化学反应将两者牢固结合在一起。
采用包覆法的优点是能够在填料表面生成高密度的活性位点，提高催化剂的活性和稳定性。
2.1.2 架桥法将偶联剂以分子桥的形式加入到填料载体内部，在活性位点与催化剂结合时，形成一个稳定的化学桥梁。
采用架桥法的优点是能够有效地促进催化剂和催化剂载体的结合，从而提高催化剂的稳定性和选择性。
2.1.3 热浸渍法在填料中引入偶联剂时，通过热浸渍法的方式，将催化剂与偶联剂混合，并溶解在有机溶剂中。
然后将填料浸泡在溶液中，使偶联剂和催化剂均匀地分布在填料表面上，并通过热处理使其生成化学键。
2.2 偶联剂在不同催化反应中的应用2.2.1 氢气化反应氢气化反应是一种重要的催化反应，是化工工业中广泛应用的催化反应之一。
在催化剂制备过程中，采用偶联剂可以有效地提高催化剂的稳定性和活性，从而提高催化剂的选择性和产率。
2.2.2 烷基化反应烷基化反应是一种重要的化学反应，广泛应用于烷烃的生产和化学物质的合成。
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用摘要：碳酸钙是橡胶与塑料制品的填料，能够提升制品的耐磨性与耐热性，保证尺寸的稳定性与刚度，并提升制品可加工性，还能减少制品的经济成本。
碳酸钙粉末的表面在经过改性处理后，可以有效的获得塑料机体材料。
在降低塑料制品的经济成本，并改善部分性能的同时，对于获得性价比较高的填充塑料有着深远的意义。
本文在分析碳酸钙表面处理改性技术及机理的基础上，对改性碳酸钙在塑料制品中的应用进行研究，从而推动碳酸钙行业不断发展。
关键词：碳酸钙；表面处理改性；塑料；应用碳酸钙被应用在了PVC、PE、PP以及ABS等材料中，加入碳酸钙可以改善塑料制品中的部分性能，能够提升制品的使用范围，还能在塑料加工中减少一定的树脂收缩率，从而改变流态状态，提升粘度。
碳酸钙应用在塑料制品中，可以有效提升制品的性能，通过研究碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用，可以帮助企业充分明确塑料制品的综合品质，降低经济成本与碳酸钙的关系，明确碳酸钙表面处理改性，从而到达应用目标，促进碳酸钙应用范围扩大。
一、碳酸钙表面处理改性碳酸钙的表面处理是经过物理与化学的方式来吸附表面处理剂，或者键合在碳酸钙表面中，构成包膜，改善表面的性能。
随着时间的推移，人们对于碳酸钙的研究不断加深，在碳酸钙处理剂与处理方法上面已经有了很多的技术方法。
碳酸钙的表面处理方法主要可分为偶联剂、有机物、无机物等表面处理方式[1]。
通过研究，可以充分为碳酸钙的应用提供依据。
（一）偶联剂表面处理偶联剂表现处理主要是通过两性结构化合物来处理，分为硅烷类、铝酸酯类等，还可以应用锌酸酯、铬酸酯等作为表面处理。
偶联剂的作用机理是借助分子的一端基团和碳酸钙的表明出现反应，从而构成化学键合，但是另一端和聚合物相容产生物理缠绕，把不同的材料经过偶联剂的作用结合起来，从而改善塑料制品的机械、物理特性。
例如，钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等等[2]。
（二）有机物表面处理有机物表现处理分为脂肪酸或盐处理、磷酸酯处理、聚合物处理等等，不同的表面处理会通过不同的作用产生不一样的反应、性能，从而达到处理作用。
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。
硅烷偶联剂塑料的作用
硅烷偶联剂塑料的作用
硅烷偶联剂是一种功能化硅化合物，被广泛应用于塑料材料中。
它的作用主要有以下几个方面：
1. 提高塑料的耐热性和耐候性：硅烷偶联剂可以通过与塑料分子发生化学反应，将硅元素引入塑料分子链中，在塑料分子链上形成较稳定的硅-氧-碳键，从而提高塑料的耐热性和耐候性。
2. 提高塑料的力学性能：硅烷偶联剂可在塑料分子链上形成交联结构，增强塑料的强度、硬度和耐久性，使塑料具有更好的抗拉、抗压性能。
3. 改善塑料的界面相容性：硅烷偶联剂可以通过与填料表面发生化学反应，形成与填料之间的化学键或物理吸附作用，使填料与塑料之间的界面相容性得到改善，从而提高塑料的综合性能。
4. 增强塑料的润湿性：硅烷偶联剂可以在塑料表面形成一层额外的润湿层，使塑料表面具有更好的润湿性，提高塑料的润滑性和加工性能。
总之，硅烷偶联剂通过改善塑料的结构和界面相容性，能够提高塑料的耐热性、耐候性、力学性能和润湿性，从而改善塑料的综合性能。
填料及表面处理填料及其表面处理技术深度分析
高，耐热性好，密度低，并赋予制品良好的透
：
明性和较高的光泽度。某些纳米填料还赋予塑
料阻燃、自熄性及抗菌性。对于一些高黏度塑
料纳米填料还具有良好的加工改性功能，如用
纳米填料填充的纳米UHMWPE变得容易加工，
为用PE代替部分工程塑料创造了条件。
精编内容
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第三节 增强材料
增强材料主要是指纤维状填料， 常用的
OR'
OH
OH
HO
R Si OH + HO
：
OH
HO
O R Si O
O
（2）钛酸酯偶联剂
钛酸酯偶联剂具有独特的结构，对于热
塑性塑料与干燥填料具有良好的偶联效果。
尤其对聚烯烃等热塑性塑料具有较好效果。
精编内容
33
根据分子结构与填料表面的偶联机理不同， 此类偶联剂有多种类型。
单烷氧基型：例如异丙基三异硬脂酰基钛酸酯 （TTS），其偶联机理为：
经选矿、粉碎或湿法研磨、分级与表面处理而
成。粒子形状不规则，相对密度为2.71，折光
率为1.65，吸油量为5%～精编内2容5%。
10
轻质碳酸钙： 是用化学方法制成，多呈纺锤形棒状或针
状，粒径范围1.0～1.6µm，相对密度2.65，折 ： 光率为1.65，吸油量为20%～65%。
石灰石煅烧——石灰——熟石灰消化—— 石灰乳碳化——固液分离——干燥——包装
炭黑具有紫外线屏蔽作用，耐老化性能 越好，可降低制品的表面电阻率。
精编内容
13
作为填料用炭黑，可以使用较大粒径的炉 法炭黑，一般为25～75µm；作为着色剂作用， 一般可选用色素炭黑。炭黑在聚合物（尤其 是橡胶）中兼有增强作用，因此在一定意义 上也可以说炭黑是一种增强材料。
偶联剂及偶联剂在填料中的应用讲解
硅烷的偶联剂所形成的单 分子层。
若无机填料比表面积不明时，可确定为填料量的1%左右； 针对密度较小的填料时，用溶剂稀释使用效果更好。 热处理、干燥条件也是影响矿物表面改性效果的重要因素 。加热干燥过程实际上是矿物表面上部分氢键脱水形成共价 键的过程。如果干燥脱水不充分，残留的氢键。容易从外界 吸收水分，从而影响改性效果，进而影响复合材料的性能。
偶联剂
一、 概述
1、定义： 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。
2、作用机理
（1）X基水解为羟基； （2）羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键； （3）R基与有机物相结合。
H2O
缩合
3、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。 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。
6、常见硅烷偶联剂
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。
热塑性塑料的填充改性
滑动性填充剂
• 滑动材料需要有润滑性，同时还要有耐磨耗性 和一定的机械强度。按情况不同有时也需要耐 热性。因此，在设计滑动材料时，除添加固体 润滑剂外还要添加补强填充剂。固体润滑剂与 补强剂的组合和配比是决定滑动性材料性能的 重要因素。 • 滑动性填充剂中层状的无机物用量较大。对于 非黑色类橡胶如氟橡胶等，添加一氮化硼和氟 化云母等白色无机物较适宜。
导电复合材料的组成与用途
材料分类(体积电阻) 电绝缘材料 (1010Ω .cm 以上) 半导电材料 (107-1010Ω .cm) 抗静电材料 (104-107Ω .cm) 丁腈橡胶类 涂料 金属氧化物 组成材料 基体 填充剂 各种绝缘材料 低电阻板带(传真电极板) 除静电器、非带电输送带、 医用橡胶制品、导电轮胎、 电子干扰仪、油印胶辊、纺 织胶辊 弹性电极、电镀模型、加热 元件(空调机室外装置) 导电涂料(银涂料、 碳涂料)、 导电油墨 (电气印刷配线 )、 导电橡胶 ( 台式计算机的键 盘和开关连接器元件 ) 、导 电弹性粘合剂 应用实例
减振性填充剂
• 对于减振材料,高分子粘弹性特别是粘性起重要 作用。减振材料中添加某些无机物如云母和石 墨，可进一步提高其减振效果。该类无机物通 称为减振性填充剂。 • 减振性填充剂的分类
层状化合物：云母、石墨、二硫化钼、一氮化硼等 针状化合物：硬硅钙石、钛酸钾、石棉、碳纤维等 粒状、片状化合物：铁素体、滑石粉、蛭石、陶土等。
干法处理可用于物理作用的表面处理，也可用于 化学作用的表面处理，尤其是粉碎或研磨等加工工艺 同时进行的干法处理，无论是物理作用还是化学作用， 都能够获得很好的表面处理效果。显然这种表面处理 效果与加工过程中不断新生的高活性填料表面以及填 料粒径变小有很大关系，已经成为了一个十分注目的 新的发展趋势。
硅烷偶联剂的作用
硅烷偶联剂的作用硅烷偶联剂是一种重要的有机硅化合物，其化学结构中含有一个硅原子与两个或多个有机基团相连。
硅烷偶联剂是一种在无机颗粒和有机基质之间起到“连接剂”作用的物质，可以通过表面活性基团与无机颗粒表面发生化学反应，从而在有机基质和无机颗粒之间形成有机硅键，增强两者之间的黏合力。
硅烷偶联剂在许多领域都有广泛的应用，下面将具体介绍硅烷偶联剂的作用。
1.改善填料的耐久性和性能：硅烷偶联剂能够与填料（如硅酸盐、氧化铝等）发生反应，形成有机硅键，加强填料与基体之间的结合力，从而提高填料的耐久性和性能。
例如，在硅橡胶中添加硅烷偶联剂可以明显改善硅橡胶的拉伸强度、耐磨性、耐热性和耐老化性。
2.促进复合材料的界面结合：硅烷偶联剂能够与无机颗粒表面的羟基发生反应，形成硅氧键，使得有机基质和无机颗粒之间产生化学结合，从而增强复合材料的界面结合力。
这对于电子封装材料、玻璃纤维增强塑料等复合材料的力学性能和耐温性能的提高具有重要作用。
3.提高涂料和粘合剂的性能：硅烷偶联剂能够增加涂料和粘合剂的附着力、耐水性和耐化学品性能。
通过在有机基材和无机基材之间形成有机硅键，硅烷偶联剂降低了界面能，使得涂层和粘合剂能够更好地附着于基材表面，并具有良好的耐候性和耐腐蚀性。
4.改善纤维增强复合材料的性能：硅烷偶联剂能够在纤维表面形成化学键，提高纤维与基质之间的界面结合力，增加纤维增强复合材料的强度、刚度和耐热性。
例如，在玻璃纤维增强塑料中加入硅烷偶联剂可以提高塑料与玻璃纤维的结合强度，改善材料的力学性能和耐温性能。
5.降低材料的表面能：硅烷偶联剂具有低表面能的特点，可以在材料表面形成一层低能界面层，从而降低材料表面的粘附性，减少粘附物的吸附和液滴的附着，提高材料的防水性能和抗粘附性能。
例如，将硅烷偶联剂应用于纺织品表面可以大大减少水和油的渗透，使纺织品具有抗污染性能。
总之，硅烷偶联剂在材料工程领域具有广泛的应用，可以通过在无机颗粒和有机基质之间形成化学键来增强材料的界面结合力，改善材料的性能和耐久性。
硅烷偶联剂的使用方法
硅烷偶联剂的使用方法硅烷偶联剂是一种重要的有机硅化合物，具有良好的耐热性、耐候性、电绝缘性等特点，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纺织品、电子材料等工业领域。
硅烷偶联剂的主要作用是在有机基质与无机基质之间建立稳定的界面结合，以提高复合材料的性能。
1.表面处理：在使用硅烷偶联剂之前，需要对基质表面进行预处理。
一般来说，基质表面应保持干燥、无油污和灰尘，以保证硅烷偶联剂能够充分与基质表面接触。
2.稀释：将硅烷偶联剂与有机溶剂按照一定比例混合并搅拌均匀。
这样可以方便硅烷偶联剂的涂布和扩散，提高接触面积，增加反应效果。
3.涂布：采用刷涂、喷涂、浸渍等方法将稀释后的硅烷偶联剂涂覆在基质表面。
刷涂适用于较小面积和精细加工的部件，而喷涂适用于较大面积和批量生产。
浸渍则适用于对材料要求不高的产品。
4.干燥和烘烤：涂布后，将基质置于空气中自然干燥，或者采用加热烘烤的方式促进硅烷偶联剂与基质的反应。
根据硅烷偶联剂的不同，烘烤温度和时间也有所区别，一般在100摄氏度以上热处理。
5.储存和使用：硅烷偶联剂在储存和使用过程中需要注意防潮、密封和避免高温。
一般应存放在阴凉干燥处，避免与空气中的水分接触。
而按照应用领域的不同，硅烷偶联剂的使用方法还有一些特别的要点：1.对于涂料，硅烷偶联剂可以用作附着力促进剂。
在一般的处理方法后，与涂料配方中的颜料、填料和树脂一起混合使用，提高涂层与底材之间的粘结性能。
2.对于塑料，硅烷偶联剂可以作为改性剂。
一般是将硅烷偶联剂与塑料原料一同加入到挤出机或注塑机中进行加工。
硅烷偶联剂会与塑料颗粒发生反应，在塑料表面形成一层致密的硅氧化物覆盖层，提高塑料的强度、硬度和耐热性能。
3.对于橡胶，硅烷偶联剂可以作为增强剂。
硅烷偶联剂与填充剂如炭黑颗粒反应生成硅氧化物覆盖层，提高填充剂与橡胶的相容性和分散性，从而改善橡胶的拉伸性能、耐磨性和耐候性。
4.对于纺织品，硅烷偶联剂可以作为阻燃剂。
硅烷偶联剂可以通过反应或吸附等方式降低纺织品的可燃性，提高纤维的防火性能，延缓燃烧速度，减少烟雾和有害气体的产生。
偶联剂及偶联剂在填料中的应用
2、作用机理 （1）X基水解为羟基； （2）羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键； （3）R基与有机物相结合。
H2O
缩合
3、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。
b.湿式法 首先将偶联剂配成溶液或水相乳浊液，然后将无机填料加入其 中充分搅拌，最后经加热烘干即得活性填料。
c.喷布法 在无机填充剂经干燥后，再将硅烷偶联剂喷布其上，由于适用 范围有限，且无法获得均一附着，故该种方法的应用受到限制。
硅烷偶联剂用量
实际应用中真正起偶联作用的是少量的偶联剂所形成的单 分子层。
氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸铝、水处理玻璃纤维、炭黑 等。 在高温体系中，一般单烷氧基型钛酸酯由于水解稳定性差 ，偶联效果不好，而螯合型钛酸酯具有极好的水解稳定性 ，适于在高温状态下使用。 根据螯合环的不同，这类偶联剂分两种基本类型：螯合 100型，螯合基为氧代乙酰氧基；螯合200型，螯合基为二 氧亚乙基。
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。
二、硅烷偶联剂
1、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，与无机物表面有较好的反应性 。可为：烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等。其中，最常用 的为甲氧基和乙氧基。
它的特点是能显著降低填料体系的黏度，它可以抑制填充粒子间的相 互作用，降低填料体系的黏度，从而可提高体系的分散性和增加填充 量。
偶联剂说明
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。
偶联剂的分类及用途
本文摘自再生资源回收-变宝网（）偶联剂的分类及用途偶联剂又称表面改性剂。
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。
一、偶联剂的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）。
硅烷偶联剂在国内有KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171这几种型号。
钛酸酯偶联剂依据它们独特的分子结构，钛酸酯偶联剂包括四种基本类型：①单烷氧基型这类偶联剂适用于多种树脂基复合材料体系，尤其适合于不含游离水、只含化学键合水或物理水的填充体系；②单烷氧基焦磷酸酯型该类偶联剂适用于树脂基多种复合材料体系，特别适合于含湿量高的填料体系；③螯合型该类偶联剂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，这类偶联剂特别适用于含水聚合物体系；④配位体型该类偶联剂用在多种树脂基或橡胶基复合材料体系中都有良好的偶联效果，它克服了一般钛酸酯偶联剂用在树脂基复合材料体系的缺点。
其它偶联剂锆类偶联剂是含铝酸锆的低分子量的无机聚合物。
它不仅可以促进不同物质之间的粘合，而且可以改善复合材料体系的性能，特别是流变性能。
该类偶联剂既适用于多种热固性树脂，也适用于多种热塑性树脂。
此外还有镁类偶联剂和锡类偶联剂。
增强塑料中，能提高树脂和增强材料界面结合力的化学物质。
在树脂基体与增强材料的界面上，促进或建立较强结合的物质。
注：偶联剂可施于增强材料上或加入树脂中，或两者给合。
[新版]填料对塑料的加工性能以及资料性能的影响
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填料对塑料的加工性能以及材料性能的影响填料对聚氯乙烯塑料加工性能以及材料性能的影响基本上符合填料对大多数塑料影响的一般规律。
1填充塑料的加工性能填料对塑料加工性能的影响主要体现在对熔体粘度的影响和熔体弹性(或刚性)的影响。
众所周之，包括大多数塑料在内的热塑性塑料。
聚合物只有达到粘流态才能进行成型加工，聚合物处于粘流态流动并发生形变的行为称之为高聚物的流变行为。
在通常的成型加工过程中，处于粘流态的高聚物的流变行为属于非牛顿液体，即在τ＝ηγ式中，表观粒度η不再是一个常数，它仅仅是在测定该流体流动时所施加的剪切应力τ和当时所发生的剪切速率的比值。
我们所关心的是在加入填料以后，填充塑料体系的流变性能发生什么变化以及采取何种相应措施确保成型加工顺利进行。
填料对填充体系影响最显著的是熔体的粘度。
EinStein研究填料浓度对填充体系粘度的影响时给出如下方程式［3］：η＝η1（1＋Kgυ2）式中η1填料时的体系粘度；υ2为填料粘度；Kg依球状、纤维状、单轴取向填料不同而取不同值，该式均适用于不同形状分散相粒子浓度较低时的情况，当浓度高时还需对方程式加以修证。
分散相的几何形状对填充体等粘度的影响是明显的，对于同样长径比的填料，片状填料对填充体系的影响甚至高于纤维状填料。
填料的粒径越小，在同样浓度(质量分数)时，填充体系的粘度越高，而且粒径越小，相互之间越易聚集在一起，呈聚集态的填料对填充体系的流动性是不利的，见图。
图中曲线1、2、3分别代表多个填料颗粒聚集在一起三个填料颗粒聚集在一起和填料以单个颗粒形式分散在基体中的情况。
填充体系中填料的体积分数由图可知，在同样体积分数时，呈聚集态的填料对应的填充体系粘度高于聚集程度轻微的或以单个粒子形式存在的填料对应的填充体系粘度。
由此可以看成对填料进行表面处理，降低其表面能，对于填料在基体塑体中的分散和减小因加入填料使填充体系粘度的上升都是非常必要的。
总之，为了使填充体系有较好的加工流动性，我们应采用较高的剪切应力，较高的加工温度，同时应尽可能对填料表面进行适当的处理，并加人相应的助剂，以利于填料在基体塑料中的分散，使填充体系加工过程中处于较低的剪切粘度。
复合材料中偶联剂的应用
复合材料中偶联剂的应用复合材料中的偶联剂是用于增强基质和填料之间的黏结力，以提高复合材料的力学性能的一种添加剂。
偶联剂的应用可以改善复合材料的强度、韧性、耐热性和耐腐蚀性等性能，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑和电子等行业。
首先，偶联剂可以改善复合材料的界面黏结强度。
由于复合材料是由两个或多个不同的材料组成，界面之间容易产生应力集中，导致界面黏结弱化。
偶联剂的引入可以增加基质和填料之间的化学键和物理吸附力，提高界面的相容性和黏结强度，从而增加整体材料的强度和耐久性。
其次，偶联剂可以改善复合材料的热和阻燃性能。
一些偶联剂可以在填料和基质之间形成交联结构，提高复合材料的热稳定性和阻燃性能。
偶联剂的加入可以减少填料在复合材料中的迁移和溶解，提高填料在高温下的稳定性，降低材料的热膨胀系数，提高复合材料的耐热性。
再次，偶联剂可以改善复合材料的机械性能。
复合材料由于填料和基质之间的界面强度不高，往往会导致力学性能的下降。
偶联剂的引入可以增加填料和基质之间的黏合力，提高材料的强度、刚度和韧性。
偶联剂还可以改善材料的力学性能的温度依赖性，提高材料在高温或低温环境下的力学性能。
此外，偶联剂还可以改善复合材料的耐腐蚀性能。
一些偶联剂可以在填料和基质之间形成化学键或物理吸附力，抑制填料中的金属离子释放，减少填料的腐蚀。
偶联剂的引入可以提高材料的耐化学腐蚀性能，延长复合材料的使用寿命。
总之，偶联剂在复合材料中的应用可以改善界面黏结强度、提高复合材料的热和阻燃性能、改善机械性能和耐腐蚀性能。
随着科技的不断发展，对复合材料性能的要求也越来越高，偶联剂的研究和应用也将得到进一步的深化和拓展。
硅烷偶联剂处理填料工艺
硅烷偶联剂处理填料工艺硅烷偶联剂是一种用于改善填料表面性能的化学物质。
在填料工艺中，硅烷偶联剂的应用可以提高填料与基材的结合力和耐久性，从而改善填料的性能和使用寿命。
在填料工艺中，填料是指用于填充材料之间的空隙，增加材料的密度和强度的物质。
填料可以用于各种行业和领域，例如橡胶工业、塑料工业、建筑材料等。
在填料的生产过程中，为了提高填料的性能和使用寿命，通常需要通过一系列的处理工艺来改善填料的性能。
硅烷偶联剂是一种具有活性硅键的有机化合物，可以与填料表面发生化学反应，形成化学键，从而将填料与基材之间形成牢固的结合。
硅烷偶联剂可以通过表面处理、浸渍或喷涂等方式施加在填料表面上。
在填料表面施加硅烷偶联剂后，填料与基材之间的结合力得到增强，填料的耐久性和耐候性也得到改善。
硅烷偶联剂的应用可以改善填料的性能和使用寿命。
首先，硅烷偶联剂可以提高填料与基材之间的结合力。
填料表面的活性基团与硅烷偶联剂中的硅键发生反应，形成化学键，从而将填料与基材之间牢固地结合在一起。
这种结合力的提高可以增加填料的强度和耐久性，减少填料在使用过程中的磨损和脱落。
硅烷偶联剂还可以提高填料的耐候性。
填料在使用过程中，经常会受到各种环境因素的影响，例如阳光、雨水、氧气等。
这些环境因素会导致填料表面发生老化、劣化和脱落。
通过施加硅烷偶联剂，可以在填料表面形成一层保护膜，起到防水、防晒和抗氧化的作用，从而延长填料的使用寿命。
硅烷偶联剂还可以改善填料的分散性和流动性。
填料在生产过程中，往往需要与其他材料混合，形成均匀的混合物。
通过施加硅烷偶联剂，可以改善填料的表面性质，使其更易于分散在基材中，并且可以提高填料的流动性，使填料更容易进行加工和成型。
总结起来，硅烷偶联剂在填料工艺中的应用可以改善填料的性能和使用寿命。
通过施加硅烷偶联剂，可以提高填料与基材之间的结合力，增加填料的强度和耐久性；同时也可以提高填料的耐候性，延长填料的使用寿命；此外，硅烷偶联剂还可以改善填料的分散性和流动性，提高填料的加工性能。
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塑料用填料表面处理及偶联剂应用效果
[摘要]与塑料行业息息相关的填充剂的表面处理及偶联剂相关应用原理和效果。
[关键词]填料表面处理偶联剂作用机理
一、表面处理改性
在塑料加工和开发研制过程中，填充改性的技术应用越来越广泛。
聚合物加入一定量的无机填料，在不影响塑料质量情况下，可降低塑料制品的成本，还可起增强作用，同时又赋予塑料制品各种优良性能和特殊功能，从而扩大了塑料的应用范围。
目前在塑料中使用的无机填料种类很多，一般常用的有碳酸钙类、炭质类、纤维素类、硅酸盐类、二氧化硅类、氧化物类、金属粉等。
填料的含量通常占复合体系的5-80%，由于无机填料的种类、形状、表面结构以及聚合物之间的界面状态，对填充符合体系的加工性能和使用性能有较大影响。
因此有必要对无机填料进行表面处理，从而改善其在塑料中的应用效果。
二、填充剂的作用机理
聚合物添加了一定量的填充剂以后，其各种物质都会有一定变化，一般说填充剂的粒子形状、大小（也就是表面积）对复合材料的各种物性非常重要。
偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，它们分子中的一部分官能团可与有机分子反应，另一部分官能团可与无机物表面的吸附水反应，形成牢固的粘合。
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，同时还可以防止不与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。
但有了偶联剂并不一定能成功应用，因为无机填料的表面经常是亲水性，它与油性聚合物无亲和性，有些聚合物中添加了填充剂后，有些性能有改善，有些性能则降低。
因此必须视具体用途选择填充剂，并通过表面处理来改善填充剂与聚合物的亲和性。
大幅度的提高物化性能。
采用偶联剂处理无机填料表面是目前应用最广泛的一种方法。
偶联剂的种类发展到现在已经有了很多比如：硅烷类类、钛酸酯类、磷酸酯类、铝酸酯类、硼酸酯类、铝钛复合类等等。
应用偶联剂不仅可以改善无机填料与聚合物之间的亲和性，降低其表面张力，促进良好的湿润和包覆作用，而且在界面上建立化学键合结构，从而形成最牢固和稳定的复合体系，因此无机填料表面处理的效果是有提高与聚合物之间的黏结强度和形成特殊的界面层等各种因素复杂的组合而体现出来的。
三、偶联剂的作用机理
偶联剂在提高复合材料性能方面效果显著，从实际应用中其作用机理归纳：改善树脂与无机物的湿润性；改善树脂与无机物的亲和性；是树脂与无机物形成化学键。
偶联剂其实也可以称之为特种表面处理剂，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，如不经偶联剂处理，它们会造成相间分离，如经偶联剂处理，以使填料表面的亲水性改变成亲油物性，偶联剂在填料与聚合物之间通过物理缠绕或化学键合的方式使它们紧密相连，从而达到良好的机械强度，另一方面无机填料经过处理之后起团聚现象和团聚颗粒直径大小均有显著改善，所造成的直接效果是塑料的熔融指数大大下降，其加工性能、制品强度均有一定提高。
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