硅烷偶联剂处理白炭黑

zhan0410

硅烷偶联剂
9 [" Q, f1 m3 D' \传统的硅烷偶联剂是一类含有3个可水解硅官能团的碳官能硅烷。
硅烷偶联剂量有三大功能：1、提高有机-无机材料界面的粘着性；2、可水解基团的反应性；3、碳官能团在有机材料表面的可固定性。
一、        结构：
+ w0 T8 F# f  @硅烷偶联剂是一尖分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其通式为YsiX3
Y----非水解基团：包括乙烯基、以及末端带有NH2、、SH、NCO、
1 {, r* |  R) ]( WOCOC(CH3)=CH2等官能团的烃基，即碳官能团。它容易与有机聚合物中的官能团反应，从而使硅烷与有机物连接。这就是硅烷偶联剂的亲油端（亲油基）
X-----为可水解基团：CL、甲氧基、乙氧基、OC2H4OCH3、OSi(CH3)3、及羧基等。当Si-X水解时，生成Si-OH.。它既可与其它分子中的Si-OH或被处理材料表面Si-OH发生综合反应形成Si-O-Si键结合，甚至可与某些氧化物反应，生成稳定的Si –O键。从而使硅烷与无机物或金属连接。这是硅烷的亲水基。
二、        通用橡胶（含硫硫化）中白炭黑用的硅烷偶联剂
最常使用的偶联剂是多硫硅烷，通常为双(3-三乙氧基硅-1-丙基)四硫化物，一般称为TESPT。包括奥斯佳有机硅公司生产的硅烷偶联剂，名为Silquist A1289；另一硅烷偶联剂Si-69，是由德固萨公司生产的。这2种产品虽然称为四硫化物，但实际上是多硫化物的混合物，每个分子中平均有3.6个硫原子，所以要用于含硫硫化的橡胶中。含硫少于四时，硫化胶的性能下降。
三、        偶联机理
, Q9 T% b$ P* t# D1、        与硅相连的的3个Si-X基水解生成Si-OH
1 c: K9 Q  U7 e4 }5 C3 ]2、        Si-OH 之间脱水缩合成含Si-OH的低聚硅氧烷
3、        低聚硅氧烷中的Si-OH与白炭黑表面上的-OH形成氢键
4、        加热固化过程中伴随脱水缩合，与白炭黑形成Si-O-Si
1 n5 N( F6 @0 J% ]四、        硅烷偶联剂用量的计算   
' s5 ?. j9 n# M# J5 s& Q7 p为获得较好的性能，偶联剂要对填料表面进行单分子层覆盖
$ M- V5 c  y* _$ Q- L硅烷用量（克）=｛填料质量（克）×填料的比表面积（平方米/克）｝/硅烷的可润湿面积（平方米/克）
/ F) c& D  l  v6 i' e% U: t& |) I填料的比表面积、硅烷的可润湿面积----在有关的手册上查找
硅烷偶联剂的反应必须要有水分的参与，水分质量分数在0.06以上的白炭黑胶料的性能基本相同，而水分质量分数较低的白炭黑会对胶料的性能有不利影响。
) A5 p2 O. i' Q, h9 p% ~, S' ~/ g3 j五、表面处理方法
1、        将硅烷偶联剂配成稀溶液，以利于与被处理表面进行充分接触。所用的溶剂多为水、醇或水醇混合物、酮、酯、烃类。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差，不宜配成水溶液。
先计算好硅烷及填料中的水含量，然后把填料放入高速混合器内，将硅烷原液或溶液（一般25%）在搅拌下泵入呈雾状的硅烷或其溶液，搅拌20分钟左右，然后在80--120℃下干燥固化数分钟即可。
2、        整体掺混法（动态掺混法）
此法是在填料加入前，先加聚合物内，但不得与聚合物过早地反应。物料固化前，硅烷偶联剂必须从聚合物中迁移到填料表面，随后完成水解反应。
在实际工业生产中，采用动态反应性混炼(140-160℃，3-4min，3段甚至4段混炼)可以得到部分改善，即白炭黑和硅烷偶联剂混炼时在高温下保持一段时间，使二者充分反应，从而提高白炭黑的分散性。
硅烷只能经受一定的高温，超过此温度就将释放硫。会在混炼中释放硫导致交联。
这两种方法各有利弊。同仁们自己思考吧。（仅供大家参考）

CHZH2007

学习了.谢谢.

永顺橡胶

高手，帮你顶一下，呵呵

hailang7111

顶一下,挺不错的资料

kendyfjk

顶下

huang740914

不错的资料

Royalene

谢谢分享，顶一下！
  M) }. f" b$ v
另外，能否推荐一下一些全球的硅烷偶联剂厂商、国内做得较好的厂商，并贴一些他们的产品资料？

l608709

不错的资料!学习了.谢谢

开心的小猪

不错

zirkyful

楼主文章中所说的混炼是在开炼机中还是密炼机中进行的呢