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,從而打開了現貨三乙醇胺的實際應用歷史,很大地刺激了硅烷偶聯劑的研究和開發。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。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。現在,現貨三乙醇胺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。
硅烷偶聯劑在膠粘劑行業中的具體應用如下:1、在結構粘合劑中,金屬和非金屬鍵合,如果使用現貨三乙醇胺類增粘劑,它可以與金屬氧化物縮合或與另一種硅烷醇縮合,從而使硅原子與硅酮的表面緊密接觸。2、硅烷已在國內外廣泛用作玻璃纖維粘合的處理劑。它可以與界面發生化學反應,從而提高結合強度。3、對于橡膠和其他材料的粘合,硅烷增粘劑具有特殊功能。它明顯提高了各種橡膠與其他材料的粘合強度。4、有時可以用現貨三乙醇胺解決一般膠粘劑無法解決的粘結問題。
使用有機硅烷偶聯劑后提高的結合強度是一系列復雜因素的結合,例如潤濕,表面能,邊界層吸附,極性吸附,酸堿相互作用等。預先選擇的有機硅烷偶聯劑可以遵循以下規則:不飽和聚酯可以選擇乙烯基,環氧和甲基丙烯酰基類有機硅烷偶聯劑;環氧樹脂應選擇環氧基或氨基型現貨三乙醇胺;酚醛樹脂應使用氨基或脲基有機硅烷偶聯劑;烯烴聚合物應使用乙烯基型有機硅烷偶聯劑;硫磺硫化橡膠應使用巰基型有機硅烷偶聯劑。選擇現貨三乙醇胺的一般原則。
(1)硅烷偶聯劑的改性;利用現貨三乙醇胺的雙重反應功能,有機基團的一端與白炭黑表面的羥基反應,另一端與橡膠等高分子大分子鏈反應。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇與現貨三乙醇胺反應以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定條件下通過化學反應將聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂層改性;涂層改性是一種常用的表面改性技術,即用不同化學組成的涂層覆蓋二氧化硅表面,從而減少羥基之間的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,還可以通過乳液聚合,無機表面涂層改性和超聲改性來改性二氧化硅。
1、干法;這是使用較廣泛的非金屬礦物粉末表面改性工藝。當前用于非金屬礦物填料和顏料,原因是干法工藝簡單,操作靈活,投資少,改性劑適應性好。(1)間歇干燥過程;其特點是可以在較大范圍內靈活調節表面改性時間,但現貨三乙醇胺顆粒表面改性劑難以均勻涂覆,單位產品消耗大,生產效率低,勞動強度大。(2)連續修改過程;它的特點是粉末和表面改性劑的分散性更好,現貨三乙醇胺顆粒表面涂層均勻,單位產品的改性劑消耗量少,勞動強度低,生產效率高,適合大規模工業生產。2、濕表面有機改性工藝;3、機械化學/化學涂料復合改性工藝;4、無機沉淀反應/化學涂料復合改性工藝;5、物理涂層/化學涂層復合改性工藝。