硅烷偶联剂在聚合物改性中的应用及研究进展

硅烷偶联剂能增强聚合物性能,因而在工业生产与经济发展中有着广泛应用.本文在论述硅烷偶联剂结构及偶联机理的基础上,探究了现阶段硅烷偶联剂的研究现状,深度研讨硅烷偶联剂于聚合物改性中的实际应用,旨在为硅烷偶联剂更好地辅助聚合物性能提升带来更多思考和启迪.     

复合材料用硅烷偶联剂的研究进展

本文针对目前复合材料界面改性研究的现状，首先分析了硅烷偶联剂的结构特征，然后对常用硅偶联剂在复合材料中的作用机理进行了探讨。此外，还介绍了新近开发的硅烷偶联剂产品，并论述了它们在玻璃纤维增强材料的应用效果，对复合材料用硅烷偶联剂的选择具有一定的指导作用。     

硅烷偶联剂在玻纤增强复合材料领域中的应用

介绍了玻纤生产中常用硅烷偶联剂的种类、结构、偶联机理及使用方法。着重介绍了硅烷偶联剂在玻纤增强复合材料中的应用,特别是硅烷结构类型、用量对复合材料性能的影响。同时,对硅烷偶联剂的作用及其在玻纤增强热固性和热塑性树脂中的应用进行了阐述。     

有机涂层在纤维增强聚合物基复合材料中的应用

介绍了不同涂层在纤维增强聚合物基复合材料中的应用和新近研究成果,其中包括偶联剂类(硅烷偶联剂、金属偶联剂)涂层和聚合物涂层(环氧树脂类和非环氧聚合物类),并综述了各种涂层方法(溶液浸渍法、界面原位聚合法、等离子体聚合法和电聚合法)的特点和应用研究进展。     

硅烷偶联剂的性能与应用

硅烷偶联剂是一种能够增强无机填料与树脂之间界面结合力的化学物质，在塑料的填充改性中具有十分重要的作用。介绍了硅烷偶联剂的品种、结构和性能及新型硅烷偶联剂的开发情况。论述了硅烷偶联剂的作用机理和使用方法，并对其在填充复合材料中的应用效果进行了讨论。     

叠氮硅烷偶联剂

用硅烷偶联剂来改进玻璃纤维增强复合材料的性能已有40余年的历史。 大部分市销硅烷偶联剂只对为数不多的数种聚合物基复合材料有效,也就是说,偶联剂对聚合物具有选择性。例如带有双键的硅烷对不饱和聚酯适用,而带有环氧基和胺基的硅烷,则能参与环氧树脂固化反应,因而对环氧基复合材料性能的改进效果显著。 虽然常用的硅烷偶联剂也用来改进热塑性树脂基复合材料的性能,但由于硅烷与热塑性聚合物的“偶联”不是通过化学键而是通过范     

硅烷偶联剂应用研究进展

概述了多种硅烷偶联剂在复合材料中的应用研究进展,及其他材料的应用研究进展。     

硅烷偶联剂在橡胶复合材料中的研究进展

介绍了国内外硅烷偶联剂在橡胶复合材料中的研究进展;简述了硅烷偶联剂的作用机理,指出了硅烷偶联剂未来的发展趋势和应用前景。     

聚合物基复合材料导热模型及热导率方程的研究

根据导热填料在聚合物基体中的分布，提出了导热聚合物基复合材料两相体系的“海岛-网络”模型；并结合逾渗理论及其在导电复合材料中的应用，建立了导热复合材料的逾渗热导率方程。实验证明，该模型及热导率方程符合实际而且适用于高含量填充型导热聚合物基复合材料热导率的预测。     

有机硅烷偶联剂及其在塑料中的应用技术

有机硅烷偶联剂是一种能够增强无机填料与有机聚合物粘结强度的塑料助剂。本文在分析其结构特征的基础上，着重讨论了各种新型有机硅烷偶联剂的开发现状，并对有机硅烷偶联剂的作用机理，使用技术及其在塑料中的应用效果进行了探讨。     

Methods for improving the performance of silane coupling agents

The use of silane coupling agents in mineral- and glass-reinforced composites is well known. They impart improved initial mechanical properties, but, more importantly, they cause mechanical properties to be retained during the use of the composite. The main cause of loss of mechanical properties is attack of water at the interface. Recent research has focused on imparting more durable bonding of the silane coupling agent to both the polymer and the reinforcement. Improved silane coupling agent systems have been developed by utilizing several techniques: blends of hydrophobic silanes with hydrophilic silanes to give greater hydrophobic character; use of 1,2-bis-(trimethoxysilyl)ethane as an additive to give increased siloxane crosslinking; use of more thermally stable silanes such as phenyltrimethoxysilane and N-[2-(vinylbenzylamino)-ethyl]-3-aminopropyltrimethoxysilane to give increased thermal stability; and the use of a carboxy-functional silane with a carboxy-functional polymer and zinc salt to give ionomer bonds at the interface. The effectiveness of these new coupling agent systems was tested by measuring the flexural strength of composites and the adhesion strength of coatings on inorganic substrates. The results show that composites have increased flexural strength and better strength retention during thermal aging; coatings have greater adhesion strength; there is greater resistance of interfacial bonding to degradation by moisture; and thermoplastic composites have better properties after high shear processing.     

硅烷偶联剂KH-550和Si-69增容粉煤灰/废胶粉复合材料

采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)对粉煤灰(FA)/废胶粉(URP)复合材料进行增容,考察了偶联剂用量和加入方式对复合材料性能的影响,并对复合材料的结构和微观形貌进行了表征。结果表明,KH-550和Si-69均可以改善FA与URP的相容性,提高复合材料的力学性能;Si-69的增容效果好于KH-550,最佳的Si-69/FA/URP(质量比)为1.0/40/100。采用硅烷偶联剂与FA混合、再与URP混合的分步加入方式,与同步加入方式相比,制备的复合材料更易成型,且复合材料的力学性能、耐磨性能和耐热老化性能更好。与KH-550相比,用Si-69改性的FA/URP复合材料,其相界面更为模糊,无孔洞。硅烷偶联剂改性的FA/URP复合材料中有Si—O生成。     

UPR/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料Ⅰ——偶联剂处理晶须对复合材料力学性能的影响

选用钛酸酯偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷偶联剂KH550、KH570分别对碱式硫酸镁晶须进行预处理,采用模压工艺制备不饱和聚酯树脂/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料,研究了偶联剂加入比例对复合材料力学性能的影响。结果表明:除了KH570外,其他几种偶联剂均可保持或提高复合材料的拉伸强度和冲击强度;除了NDZ101之外,其他几种偶联剂均可提高复合材料的弯曲强度,当选用2%的KH550进行处理时,复合材料的弯曲强度最高,达到104.78 MPa,较未经偶联剂处理的复合材料的弯曲强度(95.18 MPa)提高了10.09%;利用硅烷类偶联剂处理晶须,对复合材料的拉伸模量、弯曲模量的改善效果优于钛酸酯类偶联剂;偶联剂处理不能改变复合材料脆性断裂的性质。     

大分子偶联剂对PE／氢氧化铝阻燃复合材料性能的影响

研究了用小分子硅烷偶联剂及所合成的大分子偶联剂表面改性的氢氧化铝(ATH)对其填充的聚乙烯阻燃复合材料性能的影响，并对拉伸之后的复合材料的微观形态进行了表征。研究发现，大分子偶联剂对阻燃材料的力学性能的改善效果比小分子偶联剂要好，同时大分子偶联剂还提高了材料的热稳定性。     

氧化锌晶须表面改性及表征

采用湿法表面化学改性法，用硅烷和钛酸酯偶联剂对氧化锌晶须(ZnOw)进行了表面改性；考察了溶剂、pH值、温度及分散时间对硅烷类偶联剂改性效果的影响，采用活化指数、接触角以及傅立叶变换红外光谱对改性结果作了表征。同时将改性后的ZnOw填充到线性低密度聚乙烯(LLDPE)中，测试了复合材料的机械性能。实验结果表明，硅烷和钛酸酯偶联剂均能用于ZnOw的表面改性，其最佳改性条件不同，获得最佳改性效果的偶联剂用量也不同。经ND-42改性的ZnOw填充到LLDPE中，复合材料的弯曲强度大幅度提高。     

偶联剂对聚乳酸/蔗渣纤维复合材料力学性能的影响

采用了4种硅烷偶联剂处理甘蔗渣,研究了偶联剂品种和含量对聚乳酸/甘蔗渣复合材料力学性能的影响,并运用扫描电子显微镜对复合材料的冲击断面进行了观察。结果表明,甘蔗渣经过硅烷偶联剂表面处理后,聚乳酸/甘蔗渣复合材料的力学性能较未处理体系有不同程度的提升,其中Z-6032的处理效果最佳。聚乳酸/甘蔗渣复合材料的力学强度受甘蔗渣粒径和含量的影响;甘蔗渣的粒径越小,复合材料的冲击强度越大;随着甘蔗渣含量的增大,复合材料的冲击强度和拉伸强度均呈下降趋势。     

纳米SiC的表面改性对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响

采用高分子偶联剂SCA-3和低分子偶联刑KH-560对纳米SiC进行表面改性,并分别制备了氰酸酯树脂(CE)/纳米SiC复合材料.考察了这两种偶联剂对CE/纳米SiC复合材料力学性能的影响,并用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的微观结构和断面形貌,探讨了偶联剂的表面改性机理.结果表明,SCA-3比KH-560更能有效地改善CE的力学性能;相对纯CE而言,经SCA-3表面改性纳米SiC的质量分数为1%时,CE/纳米SiC复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了91.38%和32.84%.     

Mica reinforced nylon‐6: Effect of coupling agents on mechanical,thermal, and dielectric properties

The effects of applying titanate (TYZOR® TPT) and silane (DYNASYLAN VTMO) coupling agents to wet ground muscovite mica in nylon‐6 composites are described. Nylon‐6 composites of 5–40 wt % filler loadings were compounded using an APV Baker twin‐screw extruder. Mica (25 wt %) brought about an increase in the Young's modulus, flexural strength, and flexural modulus but did not produce significant variations in tensile and impact strength. Hence different coupling agents were employed. It was observed that titanate coupling agent improved the tensile strength and the Young's modulus of the composites much while the impact properties were enhanced by the silane coupling agent. An attempt was made to use ?‐caprolactum in improving the interfacial adhesion of the filler and the matrix. It was observed that ?‐caprolactum improved the flexural modulus of the composites most. The effect of coupling agents on the dielectric strength, heat distortion temperature, and morphology were also investigated. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 4074–4081, 2006     

偶联剂对 PPS/PA66/T-ZnOw 复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560和钛酸酯偶联剂TM-38S对四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)进行表面改性,制备了相应的聚苯硫醚(PPS)尼/龙(PA)66/T-ZnOw复合材料,研究了两种偶联剂及其复合体系对T-ZnOw表面改性效果和相应复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的断面形态进行了观察。结果表明,钛酸酯偶联剂TM-38S对T-ZnOw的表面改性效果要优于硅烷偶联剂KH-560;两种偶联剂均提高了复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度,但对复合材料的弯曲强度影响不大。其中TM-38S改性T-ZnOw与PPS/PA66复合后所得材料的力学性能优于KH-560改性T-ZnOw的材料。两种偶联剂的复合体系虽然可以弥补KH-560副反应对T-ZnOw表面改性的不利影响,但对改善复合材料力学性能的协同作用不明显。