國外情況:國外相關研究很早就開始了。美國辛辛那提大學的Van Ooij W J教授首先將現貨硅烷交聯劑用于金屬預處理。他已經在1990年代開始進行研究嘗試,并獲得了大量研究成果和zhuanli。國內情況:近年來,中國也開始研究和使用硅烷偶聯劑來處理金屬樹脂涂料體系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和環(huán)氧三乙氧基硅烷的水解和包覆過程。我國于1950年在中國科學院化學研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型號的現貨硅烷交聯劑,并投入生產相繼。后來,氨基硅烷和改性氨基硅烷相繼出現。后來,開發(fā)了耐熱硅烷,陽離子硅烷,重氮和疊氮化硅烷?,F在,我們國內的硅烷生產商發(fā)展迅速,許多品種擺脫了對進口的依賴。
早在1940年代,約翰·霍普金斯大學的Ralph K Witt等人在向海軍軍械局提交的“秘密”報告中指出,玻璃纖維已用烯丙基三乙氧基硅烷處理過。所得的不飽和聚合物復合材料的強度是用乙基三氯硅烷處理的玻璃纖維的強度的兩倍,從而打開了現貨硅烷交聯劑的實際應用歷史,很大地刺激了硅烷偶聯劑的研究和開發(fā)。硅烷的應用:硅烷偶聯劑作為連接兩種性質不同的材料的“分子橋”,已廣泛用于復合材料,涂料,膠粘劑和其他行業(yè)。隨著其在玻璃纖維增強材料中的應用,合成的種類正在增加,并且應用范圍也在擴大?,F在,現貨硅烷交聯劑基本上可用于所有無機材料和有機材料的連接表面,并已廣泛用于汽車,航空,電子和建筑等行業(yè)。
硅烷體系分析的困難在于對硅烷偶聯劑類型的定性和定量確定以及對痕量添加劑的定性和定量確定。顯微光譜分析使用質譜,核磁,高效液相色譜,熒光光譜,離子色譜等儀器來檢測樣品中的現貨硅烷交聯劑并分析痕量的痕量添加劑(促進劑,絡合劑等)。確保沒有系統信息丟失。另外,市場上硅烷偶聯劑的質量不同,水解后的穩(wěn)定性差距大,影響使用。顯微光譜分析通過大量實驗確定了高質量的現貨硅烷交聯劑供應商,并根據鹽霧噴射時間,對配方進行了諸如附著力等性能指標的評估,并獲得了優(yōu)化的配方。
硅烷偶聯劑是一種硅烷,在分子中包含兩個不同的化學性質(有機官能團和可水解基團)。分子結構通常為:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y為有機官能團,R為可水解的硅官能團)。通過使用現貨硅烷交聯劑可以在無機物和有機物之間的界面之間建立“分子橋”,以將性質非常不同的兩種材料連接在一起,從而形成有機基體-硅烷偶聯劑-無機基體的粘結層。改善復合材料的性能并增加粘結強度。典型的現貨硅烷交聯劑包括A151(乙烯基三乙氧基硅烷),A171(乙烯基三甲氧基硅烷),A172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
氨基是有機化學的基本基礎。所有含有氨基的有機物質都具有一定的堿特性。它是高反應性和容易氧化的基團。氨基具有兩個可以與各種聚合物反應的活性氫。它可以大大提高現貨硅烷交聯劑增強的熱塑性和熱固性塑料的干,濕彎曲強度,壓縮強度和層間剪切強度,并顯著改善濕電性能??筛纳祁伭系姆稚⑿圆⒃黾訉ΣA?,鋁和鐵的粘合力。在樹脂鑄件的應用中,該產品改善了酚醛粘合劑與鑄造砂的粘合性。它是用于丙烯酸涂料,膠粘劑和密封膠的出色粘合促進劑。在玻璃棉和礦棉的生產中,將其添加到膠粘劑中可提高耐濕性并提高壓縮后的回彈力。在砂輪的制造中,它有助于提高現貨硅烷交聯劑耐磨的自硬砂和酚醛粘合劑的粘度和耐水性。
硅烷偶聯劑的主要應用領域之一是對有機聚合物中使用的無機填料的處理。后者可以用現貨硅烷交聯劑處理,將其親水性表面轉變?yōu)橛H有機表面,這可以防止顆粒聚集和系統中急劇的聚合物增稠,還可以改善有機聚合物對增強填料的潤濕性。碳官能硅烷還可以使補強填料與聚合物牢固結合。但是,硅烷偶聯劑的效果還與現貨硅烷交聯劑的種類和量,基材的特性,樹脂或聚合物的性質以及應用場合,方法和條件有關。