硅烷偶聯(lián)劑是一類分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的硅烷。其能夠與無(wú)機(jī)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或吸附在材料表面，從而提高與無(wú)機(jī)材料的親和性。由于硅烷偶聯(lián)劑分子中間進(jìn)存在親有機(jī)和親無(wú)機(jī)的兩種功能團(tuán)，可以把兩種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)類型和親和力相差很大的材料在界面連接起來(lái)，增加涂料和無(wú)機(jī)底層及顏料，填料與注塑加工樹脂基料間的結(jié)合。
 
偶聯(lián)機(jī)理中偶聯(lián)劑對(duì)異種材料界面上的物理作用也不能忽視。拘束理論，即從減輕界面應(yīng)力觀點(diǎn)解釋硅烷偶聯(lián)劑的作用，多數(shù)聚合物固化時(shí)要收縮，因而在界面上將產(chǎn)生附加應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力集中到一定程度時(shí)即可引起粘接鍵斷裂，使膠粘劑件破壞。變形層理論認(rèn)為，硅烷偶聯(lián)劑的作用在于拉緊界面上膠粘劑的結(jié)構(gòu)，形成模量遞減的拘束層，可均勻傳遞應(yīng)力。還有摩擦層理論，認(rèn)為膠粘劑與被粘物的粘接是基于摩擦作用，硅烷偶聯(lián)劑的作用在于提高界面間的摩擦系數(shù)，增加摩擦力。
 
硅烷試劑分布在無(wú)機(jī)物與有機(jī)物界面上時(shí)，在相互沒(méi)有親和力而難以相容的界面之間起著乳化劑的作用。由于界面現(xiàn)象非常復(fù)雜，單一的理論難以充分說(shuō)明，對(duì)于硅烷試劑在界面的作用機(jī)理就有多種解釋。硅烷試劑接觸空氣中的水分而發(fā)生水解反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)生脫水反應(yīng)形成低聚物，這種低聚物與無(wú)機(jī)物表面的羥基形成氫鍵，通過(guò)加熱干燥，發(fā)生脫水反應(yīng)形成部分共價(jià)鍵，結(jié)果是無(wú)機(jī)物表面被硅烷覆蓋。
 
整體摻合法是在與無(wú)機(jī)物和有機(jī)基材混合時(shí)添加硅烷試劑，其主要特點(diǎn)是填料不必預(yù)處理，而且硅烷試劑的濃度也可任意調(diào)整，有基基材官能基不同，與硅烷試劑的反應(yīng)速度也不同。此外，復(fù)合材料的物性與硅烷試劑的種類、使用方法和有機(jī)基材的配合、混合時(shí)間、混合溫度等條件有很大的關(guān)系，所以在使用時(shí)預(yù)先實(shí)驗(yàn)后再確定適宜條件。
 
無(wú)機(jī)物的表面上不具有羥基時(shí)，就很難發(fā)揮出相應(yīng)的作用或效果。對(duì)于有機(jī)體系，大多數(shù)分子中都具有特定的官能團(tuán)而表現(xiàn)出該聚合物的特征。硅烷試劑的處理可根據(jù)填料的比表面積大小進(jìn)行調(diào)整，一般是填料重量的1%，實(shí)際上處理時(shí)最好是用水、溶劑稀釋后再進(jìn)行使用。處理后填料的干燥條件也是影響復(fù)合材料性能的重要因素之一，因?yàn)楫?dāng)干燥不充分時(shí)，還有許多氫鍵成為殘留狀態(tài)很容易從外部吸入水分，影響復(fù)合材料的物性。
 
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