硅烷偶联剂开发研究进展  □王淑荣  张旭琴    为了改善橡胶、塑料等复合材料的某些特性并降低产品成本，有效的途径是进行
    为了改善橡胶、塑料等复合材料的某些特性并降低产品成本，有效的途径是进行填充改性，即在树脂中掺入大量价廉的无机填料，制成种类繁多的复合材料。由于无机填料与有机聚合物在化学结构和物理形态上的显著差异，两者之间缺乏亲和性，往往会导致制品的加工性能和力学性能等受到不良的影响。偶联剂则是为了解决这个问题而开发的。因为它具有与无机物和有机物反应的官能结构，所以当它分布于无机物与有机物界面时便可使两者之间形成牢固结合。    在众多的偶联剂中，硅烷偶联剂是研究得最早且应用较多的一种。
    在众多的偶联剂中，硅烷偶联剂是研究得最早且应用较多的一种。    我国对偶联剂的研究起步较晚，但硅烷类偶联剂是开发最早、品种最多、应用较
    我国对偶联剂的研究起步较晚，但硅烷类偶联剂是开发最早、品种最多、应用较广的一类。经近３０年的发展，已有产品３０余种，目前能形成生产能力的约１０余种，其中常用的有ＫＨ－５５０、ＫＨ－５６０、ＫＨ－５７０、ＫＨ－５８０、南大－４２、南大－４３和Ｂ２０１等。随着高分子复合材料的不断发展，对硅烷偶联剂的性能提出了更高的要求，从而促使人们研制大量不同功能、不同需要的新品种。其中，新开发的环氧型硅烷偶联剂的间隔基链变长，并且不含醚氧结合键，因而具有优良的耐热性和耐水性；异氰酸酯型硅烷偶联剂分子内含有反应性极强的异氰酸根，可以提高树脂的粘结性能；螯合型硅烷偶联剂分子内含有β－酮酯结构，具有与金属配位的能力，可用于金属离子定位或定位金属触媒；而含氟硅烷则能赋予材料表面润滑性、防水性和防污性，对含氟树脂亲和力强，适合于含氟树脂粘结底层的涂层使用。具有不同官能团和不同间隔基链长的乙烯基硅烷偶联剂可以赋予有机树脂室温固化性、粘结性、耐候性和耐溶剂性。    国外硅烷偶联剂的生产主要被几家大公司控制。主要生产厂家有美国的联碳公司、
    国外硅烷偶联剂的生产主要被几家大公司控制。主要生产厂家有美国的联碳公司、道康宁公司，日本的信越化学公司、东丽化学公司，西德的华克化学公司等，其中美国的联碳公司占垄断地位。    硅烷偶联剂的选择一般凭借对硅烷偶联剂测试数据进行经验总结，准确地预测有
    硅烷偶联剂的选择一般凭借对硅烷偶联剂测试数据进行经验总结，准确地预测有机硅烷偶联剂是非常困难的。使用硅烷偶联剂后增大的键强度是一系列复杂因素的综合，如浸润、表面能、边界层的吸附、极性吸附、酸碱相互作用等。预选硅烷偶联剂可遵循以下规律：不饱和聚酯可选用乙烯基、环氧基及甲基丙烯酰氧基型硅烷偶联剂；环氧树脂宜选用环氧基或氨基型硅烷偶联剂；酚醛树脂宜选用氨基或脲基型硅烷偶联剂；烯烃聚合物宜选用乙烯基型硅烷偶联剂；硫磺硫化的橡胶宜选用巯基型硅烷偶联剂。    硅烷偶联剂的用量与硅烷偶联剂的种类和填料比表面积有关。硅烷偶联剂的用量
    硅烷偶联剂的用量与硅烷偶联剂的种类和填料比表面积有关。硅烷偶联剂的用量可通过下面公式计算。    在实际使用中真正起到偶联作用的是很少量的偶联剂所形成的单分子层，因此过
    在实际使用中真正起到偶联作用的是很少量的偶联剂所形成的单分子层，因此过多地添加硅烷偶联剂是不必要的。如果硅烷偶联剂的最小包覆面积和填料的比表面积不清楚，就先以１％重量的填料量的硅烷偶联剂处理基材即填料，然后再改变浓度，以实验方法求取适合的用量。硅烷偶联剂的用量一般为处理基材即填料重量的０．１％～０．２％。    硅烷偶联剂在高聚物填充改性中的应用已有４０余年的历史，使用硅烷偶联剂可
    硅烷偶联剂在高聚物填充改性中的应用已有４０余年的历史，使用硅烷偶联剂可以改善无机填料与聚合物之间的亲和性，从而提高复合材料的综合性能。硅烷偶联剂对带有极性基团的填充体系具有显著的改性效果，但对非极性体系的应用效果不佳。随着高性能和高功能化复合材料的迅速发展，对硅烷偶联剂的性能及其使用技术也提出了新的更高的要求，从而促使研究工作者不断开发多功能新型硅烷偶联剂，并且从单一使用硅烷偶联剂向同时多种复合使用的方向发展。如日本ＮＵＣ公司新开发了一种新型高分子偶联剂（ＭＭＣＡ），就是在聚硅氧烷的主链上具有硅烷偶联剂基本功能的水解基团和各种有机官能基团的高分子化合物。ＭＭＣＡ除具有作为无机有机界面的粘合助剂的功能外，还可赋予复合材料耐热性、耐磨耗性、耐药品性、耐冲击性和疏水性等。因此，ＭＭＣＡ可在使用硅烷偶联剂的所有领域广泛使用。