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硅烷偶联剂的作用机理

作者：偶联剂生产厂家时间：2022-07-14 17:54:45 来源：原创

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。下面要和大家介绍的就是硅烷偶联剂的作用机理。

硅烷偶联剂在提高复合材料性能方面的显著效果，虽早己得以确认，但如何解释偶联剂作用机理，至今还没有一种理论能够解释所有的事实。人们提出的理论，对于某些或某类偶联剂来说是成功的，但对其它的就难以解释清楚，这些充分说明了硅烷作用机理的复杂性。

目前有关硅烷在材料表面行为的理论主要有化学键合理论、物理吸附理论、表面浸润理论、可逆水解平衡理论、酸碱相互作用理论等，其中应用比较多的是化学键合理论。

1、化学键合理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键；此外，偶联剂还含有一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。

2、浸润效应和表面能理论。在复合材料的制造中，液态树脂对被粘物的良好浸润是头等重要的，如果能获的完全的浸润，那么树脂对高能表面的物理吸附将提供高于有机树脂的内聚强度的粘接强度。

3、可变形层理论。为了缓和复合材料冷却时由于树脂和填料之间热收缩率的不同而产生的界面应力，就希望与处理过的无机物邻接的树脂界面是一个柔曲性的可变形相，这样复合材料的韧性比较大。

4、与可变形层理论相对，约束层理论认为在无机填料区域内的树脂应具有某种介于无机填料和基质树脂之间的模量，而偶联剂的功能就在于将聚合物结构“紧束”在相间区域内。从增强后的复合材料的性能来看，要获得比较大的粘接力和耐水解性能，需要在界面处有一约束层。

化学键合理论是比较古老迄今为止却又被认为是比较成功的一种理论。根据这一理论，有机硅烷偶联剂首先通过空气中的水分引起水解，然后脱水缩合而形成低聚物，这种低聚物再与无机填料表面的羟基形成氢键，通过加热干燥发生脱水反应产生部分共价键，从而使无机填料表面被有机硅烷偶联剂所覆盖。与此同时，偶联剂中的有机活性基团与聚合物进行反应，制得相应的制品。

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