硅烷偶联剂 PPT课件
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硅烷偶联剂KH570一、简介KH-570硅烷偶联剂,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是一种有机官能团硅烷偶联剂,对于提高玻纤增强和含无机填料的热固性树脂能提高它们的机械电气性能,特别是通过活性游离基反应固化(如不饱和聚酯,聚氨酯和丙烯酸酯)的热塑性树脂的填充,包括聚烯烃和热塑性聚氨酯。
二、国外对应牌号:A-174(美国联合碳化物公司)KBM-503(日本信越化学工业株式会社)SH-6030(美国道康宁化学公司)三、化学名称:γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷四、分子式:CH2=C(CH3)COOC3H6Si(OCH3)3五、典型的物理性质参数标准指标外观微黄色至无色透明液体颜色 Pt-Co, ≤ 30密度(ρ 20℃,g/cm3) 1.043~1.053折光率(nD 25°C) 1.4285 ~1.4310沸点:255℃纯度%, ≥ 97.0溶解性硅烷偶联剂KH-570可溶于甲醇、乙醇、乙丙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯,水解后在搅拌下可溶于PH=4的水中,水解产生甲醇.六、用途:主要用于改善有机材料和无机材料的粘接性能,特别适用于游离基交联的聚酯橡胶,聚烯烃、聚苯乙烯和在光敏材料中作为助剂。
七CAS NO. : 2530-85-0八特征和用途KH-570硅烷偶联剂的用途:(1)当复合材料用经过与聚酯相容的表面处理剂处理过的玻纤时,能显著提高复合材料的强度,这种表面处理剂通常包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂和抗静电剂。
(2)此产品提高填充白碳黑、玻璃、硅酸盐和金属氧化物的聚酯复合材料的干湿态机械强度。
(3)此产品提高许多无机填料填充复合材料的湿态电气性能。
例如:交联聚乙烯和聚氯乙烯。
(4)此产品可与醋酸乙烯和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体共聚合成可室温交联固化的。
这些硅烷团化聚合物广泛应用于涂料、胶粘剂和密封胶中。
提供优异的粘接力和耐久力。
硅烷偶联剂KH-845-4(SG-Si 1289) 化学名双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物英文名bis-(γ-triethoxysilylpropyl)-tetrasulfideCAS 编号40372-72-3对应国外牌号A-1289(美国威科)、Z-6940(美国道康宁公司)、Si 69(德国德固萨)产品外观黄色透明液体。
硅烷偶联剂kh560CAS号:2530-83-8 国外牌号: A-187(美国奥斯佳有机硅有限公司)(原联碳公司),美国道康宁Z-6040,日本信越KBM-403。
KBM-403(日本信越化学工业株式会社)化学名称及分子式:γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷硅烷偶联剂KH560性质:物理形态:无色或微黄色液体。
沸点:290℃。
折光率:(nD25) 1.4260-1.4280,比重(dD25)1.065-1.072。
溶解性:溶于水,同时发生水解反应,水解反应释放甲醇。
溶于醇、丙酮和在5%以下的正常使用水平溶于大多数脂肪族酯。
硅烷偶联剂KH560用途:1.是一种含环氧基的偶联剂,用于多硫化物和聚氨酯的嵌缝胶和密封胶,用于环氧树脂的胶粘剂、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维胶粘剂和用于无机物填充或玻璃增强的热塑料性树脂等。
2.硅烷偶联剂kh560增强基于环氧树脂电子密封剂和封装材料及印刷电路板的电性能,提高树脂与基体或填充剂之间的粘结力。
3.硅烷偶联剂KH-560能够增强许多无机物填充的尼龙,聚丁烯对苯二酸酯在内的复合材料的电学性能。
对范围广泛的填充剂和基体,象粘土、滑石、硅灰石、硅石、石英或铝、铜和铁在内的金属都有效。
4.从添加硅烷偶联剂KH560获益的具体应用,包括:用石英填充的环氧密封剂、预混配方,用砂填充的环氧树脂混凝土修补材料或涂层和用于制模工具和金属填充的环氧树脂材料。
5.免除了对多硫化物和聚氨酯密封胶和嵌缝化合物中独立底漆的要求。
6.硅烷偶联剂KH560还可以改进含水丙烯酸胶乳嵌缝胶和密封胶,基于聚氨酯和环氧树脂的涂层中的粘合。
7.生产包装运输:KH560用塑料桶包装,每桶净重5kg, 10kg, 20kg,代办托运。
(用量注意:硅烷偶联剂处理无机表面材料并非用量越多越好,理想的添加量是能够使硅烷偶联剂在无机材料表面里形成一层单分子层,与无机材料表面羟基反应,从而提高无机材料的亲油性。
如果硅烷偶联剂用量过多,则偶联剂自身水解后发生交联反应,从而是材料力学性能降低。
硅烷偶联剂知识一、定义及性能特点硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物,其经典产物可用通式YSiX3表示。
式中,Y为非水解基团(也是有机基团,可以为环氧基、甲基丙稀酰氧基、巯基、氨基、烷基、异氰酸酯基和乙烯基),可与高分子发生化学反应或形成氢键,从而与高分子形成牢固的结合;X为可水解基团(包括Cl、Me-O-、Et-O-、i-Pr-O-、MeO-CH2CH2-O-等),可与含羟基无机材料反应。
由于这一特殊结构,硅烷偶联剂会在无机材料(如玻璃、金属或矿物)和有机材料(如有机聚合物、涂料或粘合剂)的界面起作用,结合或偶联两种截然不同材料。
有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用,并可强化提高复合材料的物理化学性能,如强度、韧性、电性能、耐水、耐腐蚀性。
性能特点及优势使用玻璃纤维或矿物增强有机聚合物时,聚合物和无机材料之间的界面或界面相涉及许多物理和化学因素之间复杂交叉作用。
这些因素和粘合力、物理强度、膨胀系数、浓度梯度和产品性能保持力相关。
影响粘合的重要破坏力量就是水分迁移到无机增强的亲水表面。
水分侵蚀界面,破坏了粘接。
“真正”的偶联剂在无机和有机材料的界面可以形成耐水键结。
硅烷偶联剂具有独特的化学和物理性能,不但增强了结合强度,更重要的是,防止了在复合材料老化和使用过程中在界面上的键结解体。
偶联剂赋予了两个相异、难以结合表面之间的稳定结合。
硅烷偶联剂不仅可用作基体间的弹性桥联剂,即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性,达到提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的;也可用作材料表面改性剂,赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能;还可以用作非交联聚合物体系的交联固化剂,使其实现常温常压固化。
在复合材料中,选择合适的硅烷可以使复合材料的弯曲强度提高40%以上。
硅烷偶联剂也增强了涂层和粘合剂之间的结合强度,同时增强了对湿度和其他恶性环境条件的抵抗力。
硅烷偶联剂可提供的其他优势包括:1、更好的浸湿无机材料2、复合时具有更低的粘度3、更光滑的复合材料表面4、降低无机材料对热固复合材料催化剂的抑制作用5、更清晰透明的增强塑料二、硅烷偶联剂的作用机理硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定,但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响,现在还没有一套完整的偶联机理来解释。
硅烷偶联剂一项目建设的目的:为减少单一产品的经营风险,改进有机硅主要产品的结构,考虑发展有机硅下游产品——硅烷偶联剂,降低经营风险,在市场占据有利形势。
近几年,由于我国玻纤行业和子午线轮胎生产的快速发展,使得市场对硅烷偶联剂的需求量增长很快。
我国的玻璃纤维产业属于朝阳产业,而随着建筑、机械、电子等玻璃纤维增强复合材料等应用领域的发展,使得我国的玻璃纤维产业正在进入新一轮高速发展期。
预计“十一五”期间,玻纤生产量的发展速度将接近10%,2010年我国玻璃纤维量有望达到130万吨,对硅烷偶联剂的需求量将达到18000吨左右;加上橡胶行业及其他行业发展的需求,预计2010年国内硅烷偶联剂总需求量将达到25000吨以上。
目前国内虽有多家硅烷偶联剂生产企业,但绝大多数企业生产规模小,而且产品档次较低,品种规格较少。
因此,有条件的地区或企业建设较大型的多功能硅烷偶联剂生产线,提高我国硅烷偶联剂的生产水平是必要的。
二概述1 基本情况:硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,其通式为RSiX3,式中R代表氨基、巯基乙烯基、环氧基、氯丙基、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代表能够水解的基团,如卤素、烷氧基、酰氧基等。
硅烷偶联剂是由三氯氢硅(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氨酸催化下加成,再经醇解而得。
硅烷偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用,使两种不同性质的材料偶联起来,从而改善生物材料的各种性能。
2 用途:硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面;(1) 用于玻璃纤维的表面处理。
硅烷偶联剂能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,提高玻璃纤维增强复合材料的强度、抗水、抗气候等性能。
2004年玻璃纤维使用的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50%以上,其中用得较多的品种有乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。
(2) 用于无机填料的表面处理。
一、选用硅烷偶联剂的一般原则已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X,而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。
因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。
选择的方法主要通过试验预选,并应在既有经验或规律的基础上进行。
例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOO、Vi及CH2-CHOCH2O-的硅烷偶联剂;环氧树脂多选用含CH2-C HCH2O及H2N-硅烷偶联剂;酚醛树脂多选用含H2N-及H2NCONH-硅烷偶联剂;聚烯烃选用乙烯基硅烷;使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。
由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。
因而,光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。
为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。
硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应;改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。
增黏主要围绕3种体系:即(1)无机材料对有机材料;(2)无机材料对无机材料;(3)有机材料对有机材料。
对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性;后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。
二、使用方法如同前述,硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。
后者经硅烷偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。
但是,硅烷偶联剂的使用效果,还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。
硅烷偶联剂原理合成与应用
硅烷偶联剂是一种含硅原子的配体,可以和金属离子、有机酸、有机
氨基酸等进行偶联反应,形成硅-配体-金属离子(SM)三价配合物,其中硅
烷偶联剂作为"配体"连接"金属离子"和"核心"之间。
硅烷偶联剂的合成通常采用高效率的硅烷化反应,即通过氯硅烷和胺、醛、酮等R-X或R-OH和氯硅烷和酸氧化反应合成硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂主要用于各种金属离子的聚集,如钙、铷、锆、锡、钛、钯、铜、铝、钨和镍等金属离子,可以用来合成各种类型的有机高分子复
合物,作为染色剂、催化剂、阻燃剂等,也可以提高有机高分子的物理性能,如:热稳定性、机械性能、光学性能等。
此外,硅烷偶联剂还可用于
制备导电聚合物、传感器、复合材料、生物材料、生物分子传感器等。