有机硅偶联剂概述及其作用机理总结

一、偶联剂概述

偶联剂

是一种具有特殊结构的有机硅化合物。在它的分子中，同时

具有能与无机材料（如玻璃、水泥、金属等）结合的反应性基团和与有机材料（如合成树脂等）结合的反应性基团

。常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。偶联剂作表面改性剂，用于无机填料填充塑料时，可以改善其分散性和黏合性。 

二、偶联剂种类

偶联剂

主要有

有机铬偶联剂、有机硅偶联剂

和

钛酸偶联剂

。胶黏剂中常选用有机硅偶联剂，其通式为RSiX3，其中R为有机基团，如-C6H5、-CH=CH2等，能与树脂结合；X为可以水解的基团，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。

三、偶联剂作用过程

B•Arkles根据偶联剂的

偶联过程提出了4步反应模型

，即：

①与硅原子相连的SiX基水解，生成SiOH；

②Si-OH之间脱水缩合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；

③低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键；

④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。

一般认为，界面上硅烷偶联剂水解生成的3个硅羟基中只有1个与基材表面键合；剩下的2个Si-OH，或与其他硅烷中的Si-OH缩合，或呈游离状态。因此，通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来，从而提高复合材料的性能和增加黏结强度，并获得性能优异、可靠的新型复合材料。硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、胶黏剂、密封剂、涂料、玻璃、....