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硅烷偶聯劑可改善有機膠粘劑的某些性能

     硅烷偶聯劑是能同時與極性物質和非極性物質產生一定結協力的化合物,其特點是分子中同時具有極性和非極性部分,可用通式表示為Y(CH2)nSiX3,其中Y表示烷基、苯基以及乙烯基、環氧基、氨基、巰基等有機官能團,常與膠粘劑基體樹脂中的有機官能團發生化學結合;X表示氯基、甲氧基、乙氧基等,這些基團易水解成硅醇而與無機物質(玻璃、硅石、金屬、粘土等)表面的氧化物或羥基反應,天生穩定的硅氧鍵。因此,通過使用硅烷偶聯劑,可在無機物質和有機物質的界面之間架起“分子橋”,把兩種性質完全不同的材料連接在一起,這樣就有效地改善了界面層的膠接強度。
  在膠粘劑中加進硅烷偶聯劑不僅能進步粘合強度,而且還能改善膠粘劑的耐久性和耐濕熱老化性能。例如聚氨基甲酸酯固然對很多材料具有較高的粘協力,但其耐久性不太理想,在加進硅烷偶聯劑后其耐久性可得到明顯改善。陳瑞珠等在研究鈦合金粘接件的濕熱耐久性題目時,通過在所用環氧膠粘劑中加進硅烷偶聯劑,使得膠接件在經過濕熱老化后的剪切強度保存率由80%左右進步到97%左右。硅烷偶聯劑甚至可以直接用作膠粘劑,用于硅橡膠、氟橡膠、丁腈橡膠等與金屬的粘接,如膠粘劑CK-1和Chemlock607(美國)即是硅烷類。
  為改善有機膠粘劑的某些性能(如耐熱性、自熄性、尺寸穩定性等),或是為降低有機膠粘劑的本錢,經常要在膠粘劑中加進一些無機填料。假如預先用硅烷偶聯劑對填料進行處理,則由于填料表面的極性基團與硅烷偶聯劑發生了反應,從而大大減少了填料與樹脂的結構化作用,不僅使填料對膠粘劑基體樹脂的相容性和分散性大大進步,而且明顯降低了體系的粘度,因而可增大填料用量。然而并不是對所有的填料采用偶聯劑處理都有效,填料種類不同,效果上也有差別,有些甚至毫無效果。對于硅石、玻璃、鋁粉之類表面帶有大量羥基的填料,效果最好,而對于碳酸鈣、石墨、硼等表面不帶羥基的填料,則毫無效果。

 

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