有機(jī)硅產(chǎn)品原分為硅油、硅橡膠和硅樹脂,自美國聯(lián)合碳化物公司(UCC)于本世紀(jì)中期開發(fā)出了硅烷偶聯(lián)劑(SA),其在近年發(fā)展極快,其成為有機(jī)硅產(chǎn)品的第四大類,SA具有品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、用量少而效果顯著等特點(diǎn),廣泛用于表面處理,諸如熱塑性增強(qiáng)塑料的表面處理、填充物的表面處理、密封劑,樹脂、混凝土、水交聯(lián)性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎,帶涂料、膠粘劑、焊泥及其它。

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硅烷試劑的一般結(jié)構(gòu)式為:Y-R-SiX3,其中:Ｘ是結(jié)合在硅原子上的水解性基團(tuán),如氯基、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等;Ｙ為有機(jī)官能團(tuán),如氨基,環(huán)氧基等;Ｒ是具有飽和或不飽和鍵的碳鏈。所以它分布在無機(jī)物與有機(jī)物界面上時,在相互沒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,單一的理論往往難以充分說明,對于硅烷試劑在界面的作用機(jī)理就有多種解釋。

已經(jīng)提出的關(guān)于硅烷試劑在無機(jī)物表面行為的理論主要有化學(xué)結(jié)合理論、物理吸附理論、氫鍵形成理論、可逆平衡理論等。Arkies提出的理論模式被認(rèn)為是最接近實(shí)際的一種理論,硅烷試劑按這一機(jī)理在無機(jī)物表面上的反應(yīng)過程如圖1所示;硅烷試劑首先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,這種低聚物與無機(jī)物表面的羥基形成氫鍵,通過加熱干燥,發(fā)生脫水反應(yīng)形成部分共價鍵,最終結(jié)果是無機(jī)物表面被硅烷覆蓋。從上述作用機(jī)理還可以看出,無機(jī)物的表面上不具有羥基時,就很難發(fā)揮出相應(yīng)的作 用或效果。對于有機(jī)體系,大多數(shù)分子中都具有特定的官能團(tuán)而表現(xiàn)出該聚合物的特性。SA同聚合物有機(jī)宮能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而產(chǎn)生偶聯(lián)效果,一般認(rèn)為SA對于固化過程中伴隨著化學(xué)反應(yīng)的熱固性樹脂效果最為明顯,而對于缺乏反應(yīng)性和極性基團(tuán)的熱塑性樹脂效果差。文獻(xiàn)還給出了SA與無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的典型應(yīng)用配合。
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