1、矽烷偶聯劑分類

　　X和Y是兩類（lèi）反應特（tè）性不同的活性（xìng）基團。其中（zhōng），X易與無機物（wù）中的（de）玻璃、陶土、二氧化矽、金屬、金屬氧（yǎng）化（huà）物等產生牢固的結合（化學（xué）或物理的）；而Y則易與 有機物（wù）中的樹脂、橡（xiàng）膠等（děng）產生良好的結合（化學或物理的），正是由於其分子中同時存在親有（yǒu）機和親（qīn）無機的兩（liǎng）種功能團，因此，通過矽烷偶聯劑就可以把有機材料和無機材料這（zhè）兩種性質差異很大的材料牢固粘合在一起（偶聯），從而獲得（dé）滿意的粘接。這就是矽烷偶聯劑名稱的由來。

　　按連接在矽原子上可水解基團（即X基團）的數量不同，矽烷偶聯劑可分為三官能型和二官能型（xíng）兩大類，近年來（lái），還出現了官能團為聚合物的聚合（hé）物型矽烷（wán）偶聯劑。在國外，由（yóu）於矽烷偶聯劑的（de）生產主要為幾（jǐ）家大公司所控製，為了形成壟（lǒng）斷，各立牌號。因此，同（tóng）一種有機矽產品，市場（chǎng）上可以出現幾個牌號，名目繁多。目前，美（měi）國聯合碳化公司（UCC）是世界上最（zuì）大的矽烷偶聯劑有機矽膠生產廠家，其所擁有的品（pǐn）種也最多。

　　2、矽烷偶聯劑的應用

　　矽烷偶（ǒu）聯劑（jì）最早是作為玻（bō）璃纖維（wéi）增強塑料的玻纖處理劑而開發的（de）。由於矽烷偶聯劑改善了玻纖與樹脂之間（jiān）的（de）粘合（hé），從而顯著提（tí）高了增強塑料的機械性能。隨著複合材料（liào）的迅速發展，矽（guī）烷偶聯劑無論在品種或產量的發展速度（dù）也很快。近年來，利用矽烷偶聯劑（jì）對某些材（cái）料引入特定功能性基團，可以改進材料的表麵性質，獲得防靜電、防黴、防臭、防凝血和生理惰性等，成為矽烷偶聯劑新用途的開端。正是由於許多重要應用領域（yù）的開發，矽烷偶聯劑成為有機矽的一個重要分支。

　　矽烷偶聯劑是由矽氯仿（HSiCl3）和帶有反應性基團的不飽和烯烴（tīng）在鉑氯酸催化下加成，再經醇（chún）解而得。矽烷偶聯（lián）劑實質上（shàng）是一類具有（yǒu）有機官能團的矽烷，在（zài）其分子中同時具有能和無機質材料（如玻璃、矽砂、金屬等）化學結合的反應基團及與（yǔ）有機質材料（合（hé）成樹脂等）化學結合的反應基團。可用通式Y（CH2） nSiX3表（biǎo）示，此（cǐ）處，n=0～3；X－可水解（jiě）的基團；Y一有機（jī）官能團，能與樹脂起反應。X 通（tōng）常（cháng）是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙（yǐ）氧基、乙酰氧基等，這些基團水解時即生（shēng）成矽醇（Si（OH）3），而與無（wú）機物質結合，形成矽氧烷。Y是（shì）乙烯（xī）基、氨 基、環氧基（jī）、甲基丙烯酰（xiān）氧基、巰基或脲基。這些反應基可與有機物質反應而結合。

　　因此，通過使用矽烷偶聯劑（jì），可在無機物質和有機物質的界麵之間架起"分子橋（qiáo）"，把兩種性質懸殊的材料連接在一起， 起提高複合材料的性能和（hé）增加粘（zhān）接（jiē）強度的作用。矽烷（wán）偶聯劑的這一特性最早應用於玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）上， 作玻璃纖維的表麵處（chù）理劑，使玻璃鋼的機械性能、電學性能和抗老化性能（néng）得到很大的提高，在玻璃（lí）鋼工業中的重要性早已得到公認。

　　目前，矽烷偶聯（lián）劑的用途已從玻璃纖維增強塑料（FRP）擴大到玻璃纖維增強熱（rè）塑（sù）性塑料（liào）（FRTP）用的玻璃（lí）纖維表麵處理劑、無機填充物的表麵處理劑以及密 封劑、 樹脂混凝土、水交（jiāo）聯性聚乙烯、樹脂封裝材（cái）料、殼型造（zào）型、輪胎、帶（dài）、塗料、膠粘（zhān）劑、研磨材料（磨石）及其它的表麵處理劑（jì）。

　　在矽烷偶聯劑這兩類（lèi）性能互異的基團中，以Y基團最重要、它對製品性能影響很大，起決定偶聯劑的性能作用。隻有當Y基團能和對應的樹脂起反應， 才能使（shǐ）複（fù）合（hé）材（cái）料的強度（dù）提高。一般要求Y基團要與樹脂相容並能起偶聯反應。所以，一定（dìng）的（de）樹脂得選擇（zé）含適當Y基團的矽烷（wán）偶聯劑。 當Y為無反應性的烷（wán）基或芳基時，對極性樹脂是不起作用的，但可用於非（fēi）極性樹脂，如矽橡膠、聚苯乙烯等（děng）的膠接中。當Y含反應性官能基，要注意它與所用樹脂的 反應性及相（xiàng）容性。當Y含（hán）氨基時，是屬於催化性的，能在酚醛（quán）、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化（huà）劑，也可作為環氧和（hé）聚氨酯樹脂的固化劑，這時偶聯劑完全參與反應，形成新鍵。氨基矽烷類的（de）偶聯劑是屬（shǔ）於通用（yòng）型的，幾（jǐ）乎能與各種樹脂起偶聯作用，但聚酯樹脂例外。x 基團的種類對偶（ǒu）聯效果（guǒ）沒有影響。

　　因此，根據Y基（jī）團中反應基（jī）的種類，矽烷偶聯劑（jì）也分別稱為乙烯基矽（guī）烷、氨基矽烷、環（huán）氧基矽烷、巰基矽烷和甲基（jī）丙烯酰（xiān）氧基（jī）矽烷等，這幾種有機官（guān）能團矽烷是最常用的矽烷偶聯劑。

　　矽烷偶聯劑（jì）的應用大致可歸納為三個方麵：

　　（一）用於玻璃（lí）纖維的表麵處理，能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強複合材料的強度、電氣（qì）、抗（kàng）水、抗氣候（hòu）等性能，即使在濕態時，它對複合材（cái）料機械性（xìng）能的提高，效果也十分顯著。

　　目前，在玻璃纖維中（zhōng）使用矽烷偶聯劑已相當普遍，用於這一方麵的矽烷偶聯劑約占其消耗總（zǒng）量的50％，其（qí）中用得較多的品（pǐn）種是乙烯基矽烷、氨基矽烷、甲基丙烯酰氧基矽烷等。

　　（二）用於（yú）無機填料填充塑料。可預先對（duì）填料進行（háng）表麵處理，也（yě）可直接加入樹脂（zhī）中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高填充塑料（包括矽膠製品（pǐn），橡膠橡膠）的機械、電學和耐氣候等性能。

　　（三）用作密封劑、粘接劑和塗（tú）料的增粘劑，能提高它們（men）的粘接強度（dù）、耐（nài）水、耐氣（qì）候（hòu）等性能。矽烷偶聯劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。

　　矽烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在於它本身有兩種（zhǒng）基（jī）團；一種基團可以和被粘的骨架材料結合；而另一種基團則可（kě）以與高分子材（cái）料（liào）或粘接劑結合，從而在粘接（jiē）界麵形成強力較高的化學鍵，大大改善（shàn）了（le）粘接強度（dù）。矽烷偶聯劑的應（yīng）用一般有三種方法：一是（shì）作為骨架（jià）材料的表麵處理劑；二是加（jiā）入到粘接（jiē）劑中，三是直接加入到高分子材料中。從充分發揮其效能和降低（dī）成本（běn）的角度出發，前兩種方法（fǎ）較好。

　　矽烷偶聯劑在膠粘劑工業的具體應用有如（rú）下幾（jǐ）個方麵：

　　①在結構膠粘劑中金屬與非（fēi）金屬的膠接，若（ruò）使用矽烷類增（zēng）粘劑，就能與金屬氧（yǎng）化物縮合，或跟另（lìng）一個矽烷醇縮合（hé），從而使矽原子（zǐ）與被膠物表麵緊緊接（jiē）觸。如在丁腈酚醛（quán）結構膠中加入矽烷作增粘劑，可（kě）以（yǐ）顯著提高膠接強度。

　　②在膠接玻璃纖維方（fāng）麵國內外已普遍采用矽烷作處理劑。它能與界麵發（fā）生（shēng）化學反應，從而提高膠接強度。例如，氯丁膠膠接若不用矽烷作處理劑時，膠接剝離強（qiáng）度為（wéi）1.07公斤（jīn）／厘米2，若用（yòng）氨基矽烷作（zuò）處理劑，則膠接的剝離強度為8.7公斤／厘米2。

　　③在矽橡膠與其他材料（liào）的膠接方麵，矽烷增粘劑具有特殊的功用。它（tā）明（míng）顯地提高各種矽橡膠製品與其它材料的膠接強（qiáng）度。例如（rú），玻璃與聚氨（ān）酯橡膠膠（jiāo）接時，若（ruò）不用矽烷作（zuò）處理劑，膠的剝離強度為0.224公斤／厘米2，若加矽烷時，剝離強度則為7.26公斤／厘米2。

　　④本來無法用一般粘接劑解決的粘接問題有（yǒu）時可用矽烷偶聯劑解決。如鋁和聚乙烯與金屬、矽橡膠與有機玻璃，都可根據化學鍵理論，選擇相應的矽烷偶聯劑，得到滿（mǎn）意的解決。例如，用乙烯基三（sān）過氧化叔丁基矽烷（Y一4310）可使聚（jù）乙烯與鋁箔相粘合；用丁（dīng）二烯基三乙（yǐ）氧（yǎng）基矽烷可使（shǐ）矽橡膠（jiāo）與（yǔ）金屬的扯離強度達到 21.6～22.4公斤／厘（lí）米2。

　　一般的粘接劑或樹脂配（pèi）合使（shǐ）用偶聯劑後不僅能提高粘合強度，更主要（yào）的是增（zēng）加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和（hé）環氧（yǎng）樹脂對許多材（cái）料雖（suī）然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理（lǐ）想；加（jiā）入矽（guī）烷偶聯劑後，這方麵的性能可得到顯著的改善。

　　矽烷偶聯劑的其它方麵應用還包括：

　　①使固定（dìng）化酶附著到玻璃基材表麵，

　　②油井鑽探中防砂，

　　③使（shǐ）磚石表麵具有憎水性，

　　④通過防吸濕作用，使（shǐ）熒光燈塗層具（jù）有較高的表麵（miàn）電阻；

　　⑤提高液體色譜柱中（zhōng）有機相對（duì）玻璃表麵的吸濕性能。

　　矽烷偶聯（lián）劑新開（kāi）發的一項重要（yào）應用是用於生（shēng）產水交（jiāo）聯聚乙（yǐ）烯，這項工藝是美國（guó）陶康寧公司開發的，目前已商業（yè）化。近年來，國內在用有機矽乳液處理毛紡織物的試驗中（zhōng），發現用（yòng）矽烷偶聯劑與有機矽乳液並用，可以提高毛紡織物的（de）服（fú）用性能。