偶联剂
词条详情加载中…
有机铬偶联剂
有机铬偶联剂是一类比较老的偶联剂，开发于50年代初期，系由不饱和有机酸与三价铬原子形成的配价型金属铬合物。在玻璃纤维增强塑料中偶联效果良好，主要品种是甲基丙烯酸氯化铬络合物，是一种韦尔纳(Werner)型络合物。它一端含有活泼的不饱和基团，可与树脂反应；另一端依靠配价的铬原子与玻璃表面硅氧键结合，有机铬偶联剂发展历史长，合成及应用技术比较成熟，而且成本低，但其品种单调，适用范围和偶联效果不及硅烷和钛酸酯类。锆类偶联剂
锆类偶联剂是美国卡维东(Cavedon)化学公司于1983年开发的一类新型偶联剂。该类产品是含有铝酸锆的低分子量无机聚合物，在其分子主链上络合着两种有机配位基，一种配位基可赋予偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性，另一种配位基可赋予偶联剂有良好的有机反应性。
锆类偶联剂不仅可以促进无机质和有机质的结合，而且还可以改善填充体系的性能，故又被称作表面改性剂。其一大特点是能够显著降低填充体系的粘度，在不使用锆偶联剂时，由于填充剂表面存在着羟基或其它含水基，粒子间易发生相互作用，致使粒子凝聚，粘度上升。而加入锆偶联剂后，它可抑制填充剂粒子的相互作用，降低填充体系的粘度，提高分散性，从而可增加填充量。此外，锆类偶联剂的另一特点是价格低廉，据报道其价格仅为硅烷类偶联剂的一半。
根据分子中的金属含量及有机配位基的性质，目前已商品化的锆类偶联剂有七个品种。它们适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物。对于填充剂来说，该类偶联剂在碳酸钙、二氧化硅、陶土、三水合氧化铝、氧化钛等填充体系中均有偶联和改性效果。商品化的锆类偶联剂均为液体状物，其使用方法有如下几种：
(1)直接加入到填料的水浆或非水浆料中，用高速剪切搅拌机混合。
(2)先将偶联剂溶解在溶剂中，再混入填充剂内。
(3)将偶联剂配制成低级醇(如乙醇、丙二醇等)的溶液，在高剪切混合机中与填充剂直接混合，混合时间为15min或填充剂温度升至70℃为止。
(4)将偶联剂直接加入到树脂中，然后再混入填充剂。偶联剂在玻璃纤维增强聚酯树脂中的应用
玻璃纤维增强聚酯树脂中一项关键性的技术，是解决玻璃纤维与树脂界面之间的结合问题。这种结合可能是物理粘合，也可能是化学键合，只有化学键合才能使玻璃纤维与树脂之间产生最强的联结。使用偶联剂就可以实现化学键合。
偶联剂主要有两类：一类是有机硅化合物；另一类是有机铬络合物。
有机硅偶联剂的结构一般式为R4-nSiXn，其中R为有机基团，X为OR′，Cl，R″ 等易水解基团，R′，R″为烃基，n=1，2，3，大多数n=3。有机基团R能与不饱和聚酯起化学反应，易水解基团经水解，缩合，与玻璃表面作用，可能有以下结果：
图3为有机硅偶联剂与玻璃表面作用的结果
偶联剂与玻璃表面作用的结果，生成牢固的共价键，从而改变了玻璃表面的原有性质，使其具有憎水性、亲有机溶剂和亲树脂等性质，从而使复合材料的机械性能提高。
有机铬络合物偶联剂主要有甲基丙烯酸氯化铬，可用于不饱和聚酯树脂中，改善玻璃纤维与树脂界面的结合条件。甲基丙烯酸氯化铬，可通过自身水解后所含有的羟基和硅烷醇与玻璃表面结合，而将甲基丙烯酸基团向外伸出，以便和树脂进行化学键合，其过程如下：
图4为有机铬络合物偶联剂与玻璃表面作用的结果用于加钙塑、塑料、橡胶等高分子增强材料、玻璃纤维表面处理、塑料、橡胶、涂料、粘合剂、电缆及异型材料等
硅烷偶联剂：以RSiX₃（X为水解性官能基，R为有机官能基）为基础，通过水解性官能基X遇水生成硅醇，与无机材料表面硅醇缩合形成共价键。钛酸酯偶联剂：美国肯里奇公司1975年开发，分单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯基型、螯合型、配位体型，通过独特结构实现偶联。有机铬偶联剂：50年代开发，由不饱和有机酸与三价铬形成配价型金属铬合物，如甲基丙烯酸氯化铬。锆类偶联剂：1983年开发，含铝酸锆的低分子量无机聚合物，分子主链络合两种有机配位基。
