1、矽烷偶聯劑分類

　　X和Y是兩類反（fǎn）應特性不同的活性基團。其中，X易與無機物中的玻璃、陶土（tǔ）、二氧化矽、金屬、金屬氧化物等（děng）產生牢固的結合（化學（xué）或物理的）；而Y則易與 有機物中的樹脂、橡膠等產生良好的結合（化（huà）學或物理的），正（zhèng）是由於其分子（zǐ）中同時存在親有機和（hé）親無機的兩種功（gōng）能團，因此，通過矽烷偶聯劑就可以把有機材料和無機材（cái）料（liào）這兩種性質差異很大的材料牢固粘（zhān）合在一起（偶聯（lián）），從而獲得滿意的（de）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（jí）X基團）的數量不同，矽烷偶（ǒu）聯劑可分為三官能（néng）型和二官（guān）能型兩大類，近年來，還出現（xiàn）了官能團為聚合（hé）物的聚合物型矽烷偶聯劑。在國外，由於矽烷偶聯劑的生產主要為幾家大公司所控製，為了形成壟斷，各立牌號。因此，同一種有機矽（guī）產品，市場上可以出（chū）現幾個牌號，名目繁多。目前，美國聯合碳化公司（UCC）是世界（jiè）上最大的矽烷偶聯劑有機矽膠生產廠家，其所（suǒ）擁有的品種也最多。

　　2、矽烷偶聯劑的（de）應用

　　矽烷偶聯劑最早是作為玻璃纖維增強塑料的玻纖處理劑而開發（fā）的。由（yóu）於矽烷偶聯劑改善了玻纖與樹脂之（zhī）間的粘（zhān）合，從而顯著（zhe）提高了增強（qiáng）塑料的機械性能。隨著複合材料的迅速發展，矽烷偶聯劑無論在品種（zhǒng）或產量的發展速度也（yě）很快（kuài）。近年來，利用矽烷偶聯劑對某些材（cái）料引入特定功（gōng）能（néng）性基團，可以改進材料的表麵性（xìng）質，獲得防（fáng）靜電、防黴、防臭、防凝血和生理惰性等（děng），成為矽（guī）烷偶聯劑新用途的開端。正是由（yóu）於許多（duō）重要應（yīng）用領域的開發，矽烷（wán）偶聯劑成為有機矽的一個重（chóng）要分支。

　　矽烷偶聯劑是（shì）由矽氯仿（HSiCl3）和（hé）帶有反應性（xìng）基團的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經醇解而得。矽烷偶聯劑實質上是一類具有有機官能團的（de）矽（guī）烷，在其分子中同時具有能和無機質材料（如（rú）玻璃、矽砂、金屬等）化學結合的反應基團及（jí）與有機質材料（合成樹脂（zhī）等）化學（xué）結合的反應基團。可用通式Y（CH2） nSiX3表示，此處，n=0～3；X－可水解的基團；Y一有機官能團，能與樹（shù）脂起反應。X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧（yǎng）基、乙酰氧基等，這些基（jī）團水解時（shí）即生成矽醇（Si（OH）3），而與無機物質結合，形成矽氧烷。Y是乙烯基、氨（ān） 基、環氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基或脲基。這些反應（yīng）基可與有機物質反應而結合。

　　因此，通過（guò）使用矽烷偶聯劑，可在無機物質（zhì）和有機物質的界麵之間架起"分子（zǐ）橋"，把兩種（zhǒng）性質（zhì）懸殊的材料連接在（zài）一起， 起提（tí）高複（fù）合材料的性能和增加粘接強度的作用。矽（guī）烷偶聯（lián）劑的這一特性最早應用於玻璃纖維增強（qiáng）塑料（玻璃鋼）上， 作玻璃纖（xiān）維的表麵處理劑，使玻璃鋼的（de）機械性能、電學性能和抗老化性能得到很大的提高，在玻璃鋼工業中的重要性早已（yǐ）得到公認。

　　目前，矽烷偶聯劑的用途已從（cóng）玻璃（lí）纖維增強塑料（FRP）擴大到（dào）玻璃纖維增強（qiáng）熱塑性塑料（FRTP）用的玻璃纖維表麵處（chù）理劑、無機填充物的表麵處理劑以及（jí）密 封劑、 樹脂混凝土、水交聯性（xìng）聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎、帶、塗料、膠粘劑、研磨材料（磨石）及（jí）其它的表麵處理劑。

　　在矽烷偶聯劑這兩（liǎng）類性能互異的基團中，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（jī）團（tuán）能（néng）和對（duì）應的（de）樹脂起反應， 才能使複合材料（liào）的強度提高。一般要求Y基團要（yào）與樹脂相容並能（néng）起偶聯反應。所以，一定的樹脂得選擇含適當Y基團的矽烷偶聯劑。 當Y為無反應性的烷基或芳基時，對極性樹脂是不起作用的，但可用於（yú）非極性樹（shù）脂，如（rú）矽橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當（dāng）Y含反應性官能基，要注（zhù）意它與（yǔ）所用樹脂（zhī）的 反應性及相（xiàng）容性（xìng）。當Y含氨基時，是屬於催化（huà）性的，能在酚醛、脲醛（quán）、三（sān）聚氰胺甲醛的聚合中（zhōng）作催化劑，也可作為環（huán）氧和聚氨酯樹脂的固化劑，這時偶聯劑完全參與反應，形成新鍵。氨基矽烷類的偶聯劑是屬於通用型的，幾（jǐ）乎能與各種樹脂起偶聯作用，但聚酯（zhǐ）樹（shù）脂例外。x 基（jī）團的種類對（duì）偶（ǒu）聯效（xiào）果（guǒ）沒有影響。

　　因此，根（gēn）據Y基團中反應基的種類，矽（guī）烷偶聯劑也分別稱為乙烯基矽烷、氨基矽烷、環氧基（jī）矽烷、巰（qiú）基矽烷和甲基丙烯（xī）酰氧基矽烷等，這幾種有機官能團矽烷是（shì）最常用的矽烷偶（ǒu）聯劑。

　　矽烷偶聯劑的應用大致可歸納為（wéi）三個方（fāng）麵：

　　（一）用於玻璃纖維（wéi）的表麵處理，能改善玻璃纖維（wéi）和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強複（fù）合材料的強度、電氣、抗水、抗氣（qì）候等性能，即使在濕態時，它（tā）對複（fù）合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。

　　目前，在玻璃纖維中使（shǐ）用矽烷偶聯劑已（yǐ）相（xiàng）當普遍，用於這一方麵的矽烷偶聯劑約占其消耗總量的50％，其中用得較多的品（pǐn）種是乙烯（xī）基矽烷、氨基矽烷、甲基丙烯酰氧基矽烷等（děng）。

　　（二）用於無機填料填充塑料。可預（yù）先對填料進行表麵處理，也可直接加入樹脂中。能（néng）改善填料在樹脂中（zhōng）的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高填（tián）充塑料（包括矽膠製品，橡膠橡膠（jiāo））的機械、電學和耐氣候等性能。

　　（三）用作密封劑、粘接劑和塗料的增粘劑，能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣（qì）候等性能。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（nán）題。

　　矽烷偶（ǒu）聯劑作為增（zēng）粘劑的作用原理在於它本身有兩種基團；一種基（jī）團可以和（hé）被粘的骨架材料結合；而（ér）另一種基團則可以與高分子（zǐ）材（cái）料或粘接劑結合，從而在粘接界麵形成（chéng）強力較高的化學鍵，大大改善了粘接（jiē）強度（dù）。矽烷偶聯劑的應用（yòng）一般有三種方法：一是作為骨架材（cái）料的表麵處理劑；二是加入到粘接（jiē）劑中，三是直接加（jiā）入到高分子材料中。從充（chōng）分發揮其效能和降低成本（běn）的角度出發，前兩種方法較好。

　　矽烷偶聯劑在膠（jiāo）粘（zhān）劑工業的具體應用有（yǒu）如（rú）下幾個方麵（miàn）：

　　①在結構膠粘劑中金（jīn）屬與非金屬的膠接，若使用矽烷類增粘劑，就能與金屬氧化物縮（suō）合，或跟另一個矽烷（wán）醇（chún）縮合，從而使矽原子與被膠物表麵（miàn）緊緊接觸。如在丁腈酚醛結構膠（jiāo）中加入矽烷作增粘劑，可以顯（xiǎn）著提高膠接強度。

　　②在膠接玻璃纖維方麵國內外已普遍采用矽（guī）烷作處理劑。它能與界麵（miàn）發生化學反應，從而提高膠接強度。例如，氯（lǜ）丁膠膠（jiāo）接若不用矽烷作處理劑時（shí），膠（jiāo）接剝離強度為1.07公斤／厘米2，若用氨基矽烷作處理劑，則膠接的剝（bāo）離強度（dù）為8.7公斤／厘米2。

　　③在矽橡膠與其他材料的（de）膠接（jiē）方麵，矽烷增粘劑具有特殊的功用。它明顯（xiǎn）地提高各種矽橡膠製品與其它材料的膠接強度。例如，玻璃與聚氨酯橡膠膠接時，若（ruò）不用矽烷作處理劑，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（zhān）接劑解（jiě）決的粘接問題有時可用矽烷偶聯劑解（jiě）決。如鋁和聚乙（yǐ）烯（xī）與金屬、矽橡膠與有（yǒu）機玻璃，都可根據（jù）化學鍵（jiàn）理論，選擇相應的矽（guī）烷偶聯劑，得到滿意的解（jiě）決。例如，用乙烯基三過氧化叔丁基矽烷（wán）（Y一4310）可使（shǐ）聚乙烯與鋁箔相粘合；用丁二烯基三乙氧基矽烷可使矽橡膠與金屬的扯離強度達到 21.6～22.4公斤／厘米2。

　　一般的粘接劑或樹脂配合使用偶聯劑後不僅能提高粘合（hé）強度，更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和環氧（yǎng）樹脂對許多材料雖然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理想；加入矽烷偶（ǒu）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（kuò）：

　　①使固定化酶（méi）附著到玻璃基材表（biǎo）麵，

　　②油井鑽探中防砂，

　　③使磚石表麵具有憎（zēng）水性，

　　④通（tōng）過防吸濕作用，使熒光燈塗層具有較高的表麵電阻；

　　⑤提高液體色譜柱中有（yǒu）機相對玻璃表麵的吸（xī）濕性能。

　　矽烷偶聯劑新開發的一項重要應（yīng）用是用於生產（chǎn）水交聯聚乙（yǐ）烯，這項工藝是美國（guó）陶康寧公司開發的，目前已商業化（huà）。近年來，國內在用有機矽乳液處理毛紡織物的試驗（yàn）中，發現用矽烷偶聯劑與有機矽乳液並（bìng）用，可以提高毛紡織物的服用性能。