新型硅烷偶联剂的发展与应用
硅烷偶联剂的发展与应用
硅烷简介：有机硅烷又称硅烷偶联剂(silane coupling agents，简称SCA)，用硅烷偶联剂进行金属预处理是近年来新兴的表面处理工艺，新型硅烷偶联剂由于其安全性、无污染、适用广泛、成本低、对有机涂层有优异的粘接性能等优点而引起国内外学者们的关注，有机硅烷处理工艺有望取代传统的磷化、铬酸盐钝化等对环境容
新型硅烷偶联剂
新型硅烷偶联剂的发展与应用
硅烷偶联剂的发展与应用
硅烷简介：有机硅烷又称硅烷偶联剂(silane coupling agents，简称SCA)，用硅烷偶联剂进行金属预处理是近年来新兴的表面处理工艺，新型硅烷偶联剂由于其安全性、无污染、适用广泛、成本低、对有机涂层有优异的粘接性能等优点而引起国内外学者们的关注，有机硅烷处理工艺有望取代传统的磷化、铬酸盐钝化等对环境容易造成污染的处理工艺。X是可以进行水解反应，并生成Si-OH的基团，一般的硅烷偶联剂是含有三个可水解的基团。
硅烷的历史：早在上世纪40年代，Johns Hopkins大学的Ralph K Witt等人在一份写给军械局的“秘密”报告中指出，用烯丙基三乙氧基硅烷处理玻璃纤维而制成的不饱和聚酷复合材料的强度为采用硅烷处理玻璃纤维时的两倍，从而开创了硅烷偶联剂实际应用的历史，并极大地刺激了硅烷偶联剂的研究与发展。由于硅烷偶联剂的水解效果取决于Si-X，而与有机高分子材料的反应活性则取决于C-Y。
硅烷的应用：硅烷偶联剂作为连接两种不同性质材料的“分子桥”已经在复合材料、涂料、胶粘剂等行业中得到了广泛的应用。随着新型硅烷偶联剂它在玻璃纤维增强材料中的应用，合成的种类日益繁多，应用范围也日益扩大。三是经偶联剂改性的粉体，都会产生假结颗粒和缩合后产生的硬颗粒，给产量带来了很大的影响，所以新型硅烷偶联剂一定要进行有效分级，只有这样才能保证产品的质量。现在，硅烷偶联剂基本上适用于所有无机材料和有机材料的连接表面，已经被广泛应用在汽车、航空、电子和建筑等行业中。
新型硅烷偶联剂改性硅微粉使用注意事项
新型硅烷偶联剂硅微粉表面改性主要是为了解决3个问题：
一是分散问题；
二是与有机高分子材料界面结合的问题；
三是功能化及化问题。
要想做好硅微粉表面改性，一定要以表面改性的机理为依据，认真了解表面改性剂的结构与性质，同时考虑下游有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求，经综合考虑选择合理的改性剂，在此基础上确定表面改性工艺和设备。
硅烷偶联剂是硅微粉表面改性的改性剂，可将硅微粉亲水性转变为亲有机性表面，新型硅烷偶联剂还可提高有机高分子材料对其粉体的润湿性，并通过官能团使硅微粉与有机高分子材料实现牢固的共价键界面结合。
但是，硅烷偶联剂的应用效果与选用的种类、用量、水解情况、基材特性、有机高分子材料的应用场合、方法及条件等有关。所以要使用好硅烷偶联剂，就要对其结构、性质及与硅微粉作用的机理等进行认真的研究，这样才能正确的选择和使用好硅烷偶联剂，设计和制造出工艺合理的表改性设备。当X活性基团水解时，使Si-X能化为Si-OH，而Si-OH与被处理的硅微粉表面的OH形成氢键，同时进行加热，产生缩合脱水反应，形成其价键结合。
新型硅烷偶联剂注意事项
硅烷特殊注意事项（仅供参考）:
1、新型硅烷偶联剂系统温度不可-170℉ (-112℃)，否则可能会吸入空气形成爆性混合物。
2、不要让硅烷与重金属卤化物或卤素接触，硅烷与它们剧烈反应。应仔细吹扫系统，以防残留有脱脂剂，其中所含的卤素或其他含氯的碳氢化合物。
3、用二至三倍的工作压力对系统进行加压检漏，尽量使用氦气。此外，还应建立和执行常规的检漏制度。
4、系统检漏或因其他原因打开之后，应使用抽真空或惰性气体吹扫的方法将系统中的空气吹扫干净。在打开任何装有硅烷的系统之前必须用惰性气体吹扫系统。如果系统中的任何部分有死角或可能残留硅烷的地方，必须抽真空循环吹扫。
5、应将硅烷排放到一个专门处理它的地方，尽量是将它燃烧掉。即使硅烷浓度较低也十分危险，不能暴露在空气中。硅烷在被惰性气体稀释成不可燃的气体后也可以排空。
6、应按照美国压缩气体协会的要求储存和使用压缩气体。当地可能对新型硅烷偶联剂储存和使用气体要求有特殊的设备规定。
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