偶联剂是在塑料配混中,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。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质,其分子结构的较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。偶联剂其用量一般为填充剂用量的0.5~2%。成都常用偶联剂
偶联剂改性粉体填料在塑料加工中的作用:不同树脂、不同填料、不同用途应选择不同类型的偶联剂填充剂多数是无机物,必须考虑到它与基体树脂的相容性。有机聚合物分子结构及物理形态和无机物(粉体填料)不相同,两种结构不相同的材料不可能结合在一起,选用具有两性基团的偶联剂,通过化学链或缠绕将填料与树脂紧密牢固地结合起来。填料表面形状十分复杂,在粉碎加工过程中,其表面物理结构发生变化,如局部发生龟裂层,遭破坏后呈粗糙面,表面凹凸点增多,导致表面化学结构与内部化学结构不同;尤其表面官能团的存在,能和空气中的水或氧发生反应,沿表面层方向及垂直于表面层的断面都有OH存在;SiO2表面通常被硅醇≡SiOH所包覆,此外还有≡SiOSi≡硅醚基的包覆;表面吸附水的影响很大;Al2O3填料表面存在多种形式的OH基,其表面结构比SiO2更复杂;TiO2表面也有OH存在等。无机填料表面结构与聚合物分子结构相关悬殊,导致复合体系的界面难以形成良好的粘接,因此,对无机填料进行表面改性处理,是改善和提高复合塑料性能的重要途径。成都化学偶联剂上海佳易容简述偶联剂。
颜填料预处理法:将钛酸酯偶联剂预先包覆到颜填料表面的方法,虽然比较麻烦,但处理效果较好。将偶联剂溶解在少量甲苯、二甲苯等苯类溶剂中,加人颜填料,在高速搅伴(约1000r/min )下适当升温至约100℃ ,搅拌约0.5h ,使每个颜填料颗粒都能包覆上一层偶联剂。颜填料经偶联剂包覆后,就可按通常方法配制涂料。直接添加法:制漆过程中,在高速分散之前直接加人偶联剂。用溶剂汽油、二甲苯等溶剂将称量好的偶联剂溶解,分散到有机基料中,加入颜填料进行高速分散,再按通常方法配制涂料。
钛酸酯偶联剂活化碳酸钙(CaCO3),机理:CaCO3颗粒表面的羟基(-OH)与钛酸酯偶联剂的异丙基产生脱异丙醇的化学反应,从而将亲油性基团化学链合至CaCO3颗粒表面而得到疏水亲油性活性碳酸钙,与硬脂酸处理相比,其优点:1.钛酸酯偶联剂与碳酸钙是化学键结合,在塑料加工高温环境下不易解吸;2.可以引入酯键、磷酯键、巯基键、环氧键等功能性基团;3.在PVC制品中性能好于硬脂酸。钛酸酯偶联剂缺点:1.大多数钛酸酯遇水分解失效,使用不便;2.亲油性基团分子量过小,通常亲油基分子量<1000,无法与高分子材料的分子键形成缠绕,在塑料制品中对提高复合材料的力学性能有限。钛酸酯偶联剂从经典超分散剂理论来看,在塑料中不具有超分散的基本特性。偶联剂因填料不同,不同种类的偶联剂偶联效果差别很大。
含异氰酸酯的硅烷偶联剂:含异氰酸酯的硅烷偶联剂是一种新型的偶联剂,它在表面处理有机材料及无极金属时有非常优良的效果,特别是在玻璃纤维增强的复合材料、处理无机粉末填料及涂料幽默的增粘剂中都有明显的效果。含氟硅烷偶联剂:含氟硅烷偶联剂,可赋予材料表面防水、防污性,对氟树脂亲和力强,可用作含氟树脂或木材胶粘的底涂层。长链烷基硅烷偶联剂: 长链烷基具有良好的憎水性,可以用于布料的防水处理,还可与氨烃基硅烷偶联剂配用于绦、棉、毛以及混纺织物等,能有效解决单独使用氨基硅烷偶联剂易造成织物色差的现象, 并能获得柔软、弹性、丰满、防皱等特点,是性能优良的织物后整理剂;长链烷基烷氧基硅烷是一类新型的有机硅化合物,结构通式为YRnSiX3-n,其中n=0~3,X通常为-OCH3和-OC2H5等,Y为长链烷基。典型产品为DH-109,化学名称为甲基十二烷基二甲氧基硅烷,广泛应用于橡塑加工中的优良脱模剂、金属润滑剂、日用化妆品的添加剂等单烷氧基型是偶联剂的一种类型。马来酸酐类高分子偶联剂生产厂家
偶联剂对高能光滑金属表面和非金属表面效果很优。成都常用偶联剂
偶联剂改性粉体填料在塑料加工中的作用:药剂选择:四价钛酸酯偶联剂会不同程度地与酯类增塑剂和其它酯类化合物发生酯交换反应,遇有这种状况,可选用配位型钛酸酯偶联剂。一般表面活性剂会影响或对抗钛酸酯偶联剂与无机填料的偶联作用,如氧化锌、硬酯酸等,这些材料必须在填料、偶联剂、聚合物充分混合后再加入,以免影响偶联效果。预处理法(无机粉体直接处理法):将无机填料、颜料先行偶联剂改性处理,再和聚合物及其它助剂加工混合,其优点是适用于聚合物组份较复杂的工程塑料共混改性或塑料合金体系,以及某些加工温度较高的工程塑料,可防止不必要的副反应。成都常用偶联剂
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