硅烷偶聯(lián)劑在無機(jī)粉體中改性

    硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物，其通式為RSiX₃，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氧基、硫基、乙烯基、環(huán)氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能夠水解的烷氧基，如鹵素、烷氧基、酰氧基等。
    在進(jìn)行偶聯(lián)時(shí)，首先X基水形成硅醇，然后與無機(jī)粉體顆粒表面上的羥基反應(yīng)，形成氫鍵并縮合成-SiO-M共價(jià)鍵（M表示無機(jī)粉體顆粒表面）。同時(shí)，硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在粉體顆粒表面，使無機(jī)粉體表面有機(jī)化。
 1、硅烷偶聯(lián)劑種類及適用對(duì)象
（1）硅烷偶聯(lián)劑種類
    根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中R基的不同，硅烷偶聯(lián)劑可分為氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及異氰酸酯基硅烷等。
（2）硅烷偶聯(lián)劑適用對(duì)象
    硅烷偶聯(lián)劑可用于許多無機(jī)粉體，如填料或顏料的表面處理，其中對(duì)含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等效果.好，對(duì)高嶺土、水合氧化鋁、氧化鎂等效果也比較好，對(duì)不含游離酸的鈦酸鈣效果欠佳。
（3）硅微偶聯(lián)劑選擇
    但選擇硅烷偶聯(lián)劑對(duì)無機(jī)粉體進(jìn)行表面改性處理時(shí)，一定要考慮聚合物基料的種類，也即一定要根據(jù)表面改性后無機(jī)粉體的應(yīng)用對(duì)象和目的來仔細(xì)選擇硅烷偶聯(lián)劑。

    一種是將硅烷配成水溶液，用它處理無機(jī)粉體后再與有機(jī)高聚物或樹脂基料混合，即預(yù)處理方法，該方法表面改性處理效果好，是常用的表面改性方法。

  另一種方法是將硅烷與無機(jī)粉體（如填料或顏料）及有機(jī)高聚物基料混合，即遷移法。
    多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑在使用之前要配成水溶液，即使其預(yù)先水解。水解時(shí)間依硅烷偶聯(lián)劑的品種和溶液的pH值不同而異，從幾分鐘到幾十分鐘不等。配置時(shí)水溶液的pH值一般控制在3-5之間，pH值高于5或低于3將會(huì)促進(jìn)聚合物的生成。因此，已配置好的、已水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久，否則會(huì)自行縮聚而失效。
（2）硅烷偶聯(lián)劑用量計(jì)算
     硅烷偶聯(lián)劑用量與偶聯(lián)劑的品種及填料的比面積有關(guān)，假設(shè)為單分子層吸附，可按下式進(jìn)行計(jì)算：硅烷偶聯(lián)劑用量=（填料質(zhì)量×填料比表面積）/硅烷偶聯(lián)劑.小包覆面積
    硅烷偶聯(lián)劑.小包覆面積以硅烷偶聯(lián)劑的品種不同而異。一般來說，實(shí)際用量要小于用上述公式計(jì)算的用量。當(dāng)不知道無機(jī)粉體的比表面積數(shù)據(jù)或硅烷偶聯(lián)劑的.小包覆面積時(shí)，可將硅烷偶聯(lián)劑用量選定為無機(jī)粉體質(zhì)量的0.10%-1.5%。