偶联剂

http://shrxjzj.cn.qiyeku.com的种类较多，通常按其核心元素进行 分类可分为桂系、钦系、铝系、格系、错系、梓系和钙系等。在橡胶工业中，最常用的是硅烷、钛酸 酯和铝酸酯偶联剂。

  硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有 机硅化合物，它研究得最早且应用较多。它不仅 能提高橡胶的力学性能，还可以改善其耐热性、耐 水性和耐候性等性能，已成为橡胶填充改性中不 可缺少的一种助剂。其常见分子式为RSiX3,其中 R为不能水解的反应性有机官能基，如环氧基、乙 烯基和甲基丙烯酸酷基等;X为可水解基团，如卤 素、烷氧基、醜氧基等。因此，硅烷偶联剂既能与 无机填料中的羟基又能与橡胶的长分子链相互作 用，使两种不同性质的材料“偶联”起来，从而改善 橡胶胶料的各种性能。

  钛酸酯偶联剂是继硅烷偶联剂之后于70年 代后期美国Kemkh石油化学公司开发研制的一 种新型偶联剂。与硅烷偶联剂相比，钛酸酯偶联 剂价格便宜，适用范围广，能赋于橡胶体系较好的 综合性能。它不仅可以显著提高橡胶的冲击强 度，而且在加工温度下，具有较好的熔融流动性， 尤其在处理含钙、钡等非硅类无机填料填充的橡 胶中，能起到相当重要的作用。另外，有些钛酸酯 偶联剂还能提供防锈、耐腐蚀、耐热性及耐氧化性 等多种功能。因此，钛酸酯偶联剂在橡胶中既是 偶联剂,又可以兼有分散剂、湿润剂、粘结促进剂、固化催化剂、阻燃剂等多种功效。目前，钛酸酯 偶联剂的品种已超过70种，根据其分子结构，可 分为单烷氧型、螯合型和配位型三大类，其中单烷 氧型又可分为单烷氧脂肪酸型、单烷氧磷酸酯型、 单烷氧焦磷酸酯型。与硅烷偶联剂、钛酸酯偶联 剂不同，铝酸酯偶联剂用于填料的表面处理有其 独特的优点，它可以改善橡胶的力学性能和加工 性能。而且铝酸酯在常温下为固态，有色浅、味 小、xx、使用方便和热稳定性好等优点，已在橡 胶制品中得到广泛应用。如果将铝酸酯与钛酸 酯偶联剂并用，还可以产生协同效应，能赋于合成 材料较好的力学性能，从而进一步提高橡胶的使 用性能并降低成本。

  硅烷偶联剂的作用机理比较复杂，人们对其 进行了相当多的研究，提出了各种理论，但至今尚 无完整统一的认识，主要有以下三种理论16 :①化 学键理论。该理论认为，硅烷中X基团能与无机 填料表面的羟基起化学反应形成化学键，R基团 能与基体起反应，形成化学键。这两种性质差别 很大的材料以化学键“偶联”起来，获得良好的粘 结。这也是这类化合物被称为偶联剂的原因;② 浸润效应和表面能效应。在橡胶的制造中，基料 与被粘物的良好浸润非常重要。如果能获得xx 的浸润，那么基料对高能表面物理吸附的粘结强 度将远高于有机基料内聚强度，用合适的硅烷偶 联剂处理无机填料表面，会提高其表面张力，从而 促使有机基料在无机物表面的浸润与展开;③形 态理论。无机填料上的硅烷偶联剂会以某种方式 改变邻近有机聚合物的形态，从而改进粘结效果。 可变形层理论认为，可产生一个挠性树脂层以缓 和界面应力;而约束层理论则认为，硅烷可将聚合 物结构‘紧束”在相间区域中。

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