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硅烷偶聯劑

是一類分子中同時含有兩種不同化學性質的有機硅化合物，用以改善聚合物與無機物實際粘接強度。這既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸潤性、流變性和其它操作性能的改進。偶聯劑還可能對界面區域產生改性作用，有機硅烷偶聯劑以增強有機相與無機相的邊界層。

因此，硅烷偶聯劑廣泛運用于膠黏劑、涂料和油墨、橡膠、鑄造、玻璃纖維、電纜、紡織、塑料、填料、表面處理等行業。

有機硅烷偶聯劑其經典產物可用通式XSiR3表示。

式中，X為非水解基團，包括鏈烯基（主要為Vi）以及末端帶有Cl、NH2等官能團的烴基，即碳官能基；R為可水解基團，包括OMe、OEt等。

X中所帶的官能團容易和有機聚合物中的官能團，如OH、NH2、COOH等反應，從而使硅烷和有機聚合物連接；能團水解時，則Si-R轉化成Si-OH，并副生HR，如MeOH、EtOH等。硅微粉表面改性設備的選擇，應根據其表面改性機理所確定的加工工藝為基準，選擇和配套無污染的表面改性設備。而Si-OH既可與其他分子中的Si-OH或被處理基材表面的Si-OH發生縮合脫水反應形成Si-O-Si鍵結合，甚至還可與某些氧化物反應，生成穩定的Si-O鍵合，從而使硅烷得以和無機物或金屬連接。

有機硅烷偶聯劑存在問題及解決方法

硅烷偶聯劑對金屬表面改性技術正成為一種新型的磷化法替代技術，具有巨大的潛力。這種被稱為IPN的理論被廣泛采用，用來解釋有機物和無機物的粘合機理。然而，該工藝還存在一定不足，由于硅烷金屬表面處理劑pH值升高有利于硅醇縮聚反應的進行，但是pH值的升高導致其產生絮凝而導致處理劑失效，有機硅烷偶聯劑使得工業上的大規模應用受限。為此，結合電沉積法，有機硅烷偶聯劑在金屬表面施加陰極電位后電極表面局部溶液的pH值升高，使其不會影響本體溶液的穩定性，從而使有機硅烷附著在金屬表面，得到更厚、均勻、致密的硅烷膜層，使涂層的防護性能更好。此外，還可以通過對沉積過程電化學參數的控制，研究硅烷膜結構及耐蝕性的影響，實現硅烷膜的可控制制備。

有機硅烷偶聯劑的結構與性質

硅烷偶聯劑是一類分子同時含有兩種不同化學性質基團的特殊結構的有機硅化合物，可用以下通式表示：

Y-R-SiX3

有機硅烷偶聯劑式中：Y-R為非水解基團，X3為可水解基團。X中所帶的官能團容易和有機聚合物中的官能團，如OH、NH2、COOH等反應，從而使硅烷和有機聚合物連接。Y是可以和有機化合物起反應的基團（如乙烯基、氨基、環氧基、疊氮基等），R是短鏈亞（也稱短鏈烷撐基）通過它把Y與Si原子連接起來；X是可以進行水解反應，并生成Si-OH的基團，一般的硅烷偶聯劑是含有三個可水解的基團。

Y與X是兩類反應特性不同的活性基團。在浮法玻璃生產過程中用硅烷在玻璃表面涂敷一層反光層其粘附力極強在長期陽光照射下不褪色,透光率只有普通玻璃的1/3。Y中所帶的基團很容易和有機聚合物中的官能團反應，從而可以使硅烷偶聯劑與有機高分子基料連接。當X活性基團水解時，使Si-X能化為Si-OH，而Si-OH與被處理的硅微粉表面的OH形成氫鍵，同時進行加熱，產生縮合脫水反應，形成其價鍵結合。由此通過硅烷偶聯劑可將硅微粉體料與有機高分子材料之間產生一種良好的界面結合，使兩者可緊密的結合到一起。

在硅烷偶聯劑這兩類互異的基團中，以Y基團為重要，有機硅烷偶聯劑它對有機高分子制品的性能影響很大，起決定偶聯劑性能的作用。只有當Y基團能和對應的有機高分子材料起很好的反應效果，才能使其基材的性能得到提高。

一般要求Y基團要與有機高分子材料能很好的相溶，并能起到偶聯的作用。所以對不同的有機高分子材料應考慮選擇適當的Y基團硅烷偶聯劑。