硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的應(yīng)用研究

張迪

（吉林工商學(xué)院，吉林長春　130507）

硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的應(yīng)用研究

張迪

（吉林工商學(xué)院，吉林長春130507）

硅烷偶聯(lián)劑是一種具有很高的強(qiáng)度、高長徑比、偶聯(lián)性能良好的有益連接兩種不同材料或者復(fù)合物性能的單體硅復(fù)合化合物。隨著技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，將少量的硅烷偶聯(lián)劑引入到聚合物中，能夠給予材料優(yōu)異的性能，比如力學(xué)性能和阻斷性能。基于此，開展硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的應(yīng)用研究。

硅烷偶聯(lián)劑；單體硅化合物；聚合物共混；偶聯(lián)作用

1　研究背景

硅烷偶聯(lián)劑是為了滿足人們?nèi)粘⒉煌酆衔锕不鞎r所需要的一種必要的化合材料，在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，希望聚合物能夠共混出一些標(biāo)新立異、獨(dú)具風(fēng)格與創(chuàng)新感的有用性材料，特別是對于現(xiàn)代科技進(jìn)步的一些新型應(yīng)用材料的使用。因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑受到了廣大研究學(xué)者的關(guān)注，所以其成為了現(xiàn)在世界上最受關(guān)注的焦點(diǎn)材料。但是，再好的東西也有不好的地方，比如其較差的分散性能及其與基體較弱的界面作用力，都是嚴(yán)重阻礙硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合材料發(fā)展的因素。而如今已經(jīng)開發(fā)了硅烷偶聯(lián)劑表面上的修飾，可以有效地解決這些問題。

2　研究的目的和意義

本文研究的目的就是希望通過對硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的作用研究，進(jìn)一步找出有利于硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展的因素，并且探討出硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的作用。當(dāng)然，這也是為了我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。硅烷偶聯(lián)劑相對于我國其他一些材料，在共混領(lǐng)域中是一種中流砥柱性的材料，是后起之秀。并且這種具有偶聯(lián)作用的單體硅化合物在聚合物共混領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但其發(fā)展速度卻大大超越了傳統(tǒng)型的共混材料。硅烷偶聯(lián)劑是一類同時含有有機(jī)官能團(tuán)和可水解無機(jī)官能團(tuán)的分子，因此利用硅烷偶聯(lián)劑對于聚合物共混的作用，討論不同使用條件下影響硅烷偶聯(lián)劑使用效果的因素，并對硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展進(jìn)行展望。通過本文的研究，不僅可以更好地了解硅烷偶聯(lián)劑的作用，同時對于我國技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要的促進(jìn)意義。

3　硅烷偶聯(lián)劑概述

3.1硅烷偶聯(lián)劑屬性

硅烷偶聯(lián)劑作為一種重要助劑，在密封膠、膠黏劑、金屬防腐及涂料等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用［1］。對于硅烷偶聯(lián)劑的一些重要機(jī)理及作用的淺論，包括化學(xué)鍵合理論、變形層及拘束層理論、摩擦層理論及應(yīng)力松弛假說等。硅烷偶聯(lián)劑的本體是一種單體硅化合物，這種化合物主要可以讓包括基材表面的底涂、填料顆粒的表面改性及作為助劑與基礎(chǔ)聚合物共混等［2］。硅烷偶聯(lián)劑在光學(xué)材料、復(fù)合材料、電化學(xué)材料和烤瓷等領(lǐng)域中，作為一種必要的協(xié)助混合機(jī)被應(yīng)用。

3.2硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展進(jìn)程

自20世紀(jì)90年代以來，人類就發(fā)現(xiàn)了硅烷偶聯(lián)劑的存在，并且具有廣泛的關(guān)注度，因此被應(yīng)用到了一些領(lǐng)域，比如碳電子設(shè)備、超導(dǎo)材料、電化學(xué)傳感器等科學(xué)性領(lǐng)域。硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合材料是由一層或者多層石墨聚集而成，并對其進(jìn)行加工得到的［3］。

3.3硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技的不斷進(jìn)步，硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展得到了許多集團(tuán)和政府的支持。最為明顯的就是投資項(xiàng)目中可用性、可行性能的研究是由北京君略產(chǎn)業(yè)研究院咨詢有限公司為支持主體來進(jìn)行開發(fā)的。專家團(tuán)隊(duì)均來自政府部門、科研高校、行業(yè)協(xié)會等權(quán)威機(jī)構(gòu)，他們從業(yè)所具有的廣發(fā)的資源項(xiàng)目、濃厚的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)以及各項(xiàng)機(jī)能指標(biāo)都是多年積累的經(jīng)驗(yàn)之談，足以為人民提供保障。

3.4硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展趨勢

硅烷偶聯(lián)劑相對于我國其他的一些在材料領(lǐng)域中的中流砥柱性材料來說，確實(shí)是后起之秀。但是，其發(fā)展速度卻大大超越了傳統(tǒng)型材料。硅烷偶聯(lián)劑是我國三大基本材料之一，對于人類社會而言有著巨大的推進(jìn)作用。二硅烷偶聯(lián)劑材料同時也是我國的新型材料之一，因此不難發(fā)現(xiàn)，硅烷偶聯(lián)劑材料在我國乃至世界未來發(fā)展中都占據(jù)了主要地位。所以，為了拓寬硅烷偶聯(lián)劑材料的應(yīng)用領(lǐng)域，增強(qiáng)其改性是當(dāng)前的首要任務(wù)。

4　硅烷偶聯(lián)劑在進(jìn)行聚合物共混時遵循的原則

在選用硅烷偶聯(lián)劑時，必須遵循一些原則。研究人員發(fā)現(xiàn)，硅烷偶聯(lián)劑的水解速度完全取決于硅能團(tuán)Si-X的性質(zhì)。而硅烷偶聯(lián)劑在進(jìn)行有機(jī)聚合反應(yīng)時，其活性取決于碳官能團(tuán)C-Y［4］。所以，在使用硅烷偶聯(lián)劑時，針對不同的材料和不同的處理對象，對其的要求是不同的。

5　硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的作用

硅烷偶聯(lián)劑在如今的材料領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，可以處理有機(jī)材料，也可以處理無機(jī)材料。通過硅烷偶聯(lián)劑可以將不同的兩種聚合物共混起來，作為一種協(xié)助劑，目的就是協(xié)助不同種化合物在混合時相互容納對方的性質(zhì)，能夠有效地結(jié)合在一起。硅烷偶聯(lián)劑，在不同種聚合物共混時可以起到偶聯(lián)的作用。借助硅烷偶聯(lián)劑本身的性能，能夠?qū)煞N不同化合物有效地進(jìn)行連接，如用于處理無機(jī)填料，使其有效分散在有機(jī)高分子材料基體中，也可以用作交聯(lián)劑使橡膠或聚烯烴等交聯(lián)，用作表面改性，使基材表面親油/親水/或帶上反應(yīng)基團(tuán)。這些都是取決于硅烷偶聯(lián)劑本身的結(jié)構(gòu)，如硅烷偶聯(lián)劑中烷氧基可以同羥基反應(yīng)，另外一端的有機(jī)基團(tuán)（如氨基、環(huán)氧基、雙鍵等）可以同有機(jī)物反應(yīng)；鈦酸酯或鋁酸酯可以發(fā)生類似的反應(yīng)［5］。

6　硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用研究

6.1在醫(yī)學(xué)牙科領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們越來越不注重牙床的保護(hù)，越來越多的人們開始蛀牙，在牙床牙齦方面存在著許多病根，大量的人逐漸涌向醫(yī)院進(jìn)行補(bǔ)牙，以治療牙的頑疾，由此開始使用烤瓷補(bǔ)牙的方法。

6.2在電化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

硅烷偶聯(lián)劑對于電化學(xué)材料的影響的研究不是特別多，華南師范大學(xué)研究了硅烷偶聯(lián)劑在鎂電極固封中的作用，他們采用了浸涂工藝，用W-78和A-1200硅烷偶聯(lián)劑對金屬鎂進(jìn)行表面處理，然后固封制備得到鎂電極，采用對比分析得到的結(jié)果是兩種硅烷偶聯(lián)劑都可以改善鎂電極的性能，其中A-1200效果更好。

7　結(jié)語

我國化合物材料的應(yīng)用技術(shù)在不斷進(jìn)步，甚至趕超了一些國際大國。隨著科技的進(jìn)步，硅烷化合物的使用已經(jīng)逐漸將我國引向世界強(qiáng)國的水準(zhǔn)。本文通過對硅烷偶聯(lián)劑在聚合物共混中的應(yīng)用研究，為今后其在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)揮巨大作用奠定基礎(chǔ)。

［1］高紅云，張招貴.硅烷偶聯(lián)劑的偶聯(lián)機(jī)理及研究現(xiàn)狀［J］.江西化工，2003（2）：30-34.

［2］李芝華，李波.慣性約束聚變實(shí)驗(yàn)用玻璃微球堵口特種膠研究［J］.強(qiáng)激光與粒子束，2006（8）：1287-1291.

［3］陳立莊，高延敏，繆文樺.偶聯(lián)劑在涂料中的作用機(jī)理及其應(yīng)用［J］.全面腐蝕控制，2005（4）：24-27.

［4］劉丹，賀高紅，孫杰，等.溶膠-凝膠法制備納米SiO2/環(huán)氧樹脂雜化材料［J］.熱固性樹脂，2008（4）：19-21.

［5］潘蕾，吳文明，蔡雷，等.超聲輔助分散制備納米TiO2/環(huán)氧復(fù)合材料［J］.熱固性樹脂，2008（4）：33-36.

Study on the Application of Silane Coupling Agent in Polymer Blend

Zhang Di
（JiLin Business and Technology College，Changchun JiLin 130507）

Silane coupling agent is a kind of monomer silicon compound which is connected with the properties of two kinds of different materials or compound with high strength，high length to diameter ratio and good coupling perfor?mance.As technology continues to update and progress，the introduction of a small amount of silane coupling agent into the polymer，the material can be given excellent performance，such as mechanical properties and blocking perfor?mance.Based on this，the application of silane coupling agent in polymer blend was studied.

silane coupling agent；monomer silicon compound；polymer blend；coupling effect

TB332

A

1003-5168（2016）08-0121-02

2016-07-09

張迪（1984-），女，碩士，助教，研究方向：材料物理與化學(xué)。