1、矽烷偶聯劑分類

　　X和Y是兩類反應特性不同的活性基團。其中
，X易與無機物中的玻璃、陶土
、二氧化矽、金屬、金屬氧化物等產生牢固的結合（化學或物理的）；而Y則易與 有機物中的樹脂、橡膠等產生良好的結合（化學或物理的），zhengshiyouyuqifenzizhongtongshicunzaiqinyoujiheqinwujideliangzhonggongnengtuan，yinci
，tongguoguiwanoulianjijiukeyibayoujicailiaohewujicailiaozheliangzhongxingzhichayihendadecailiaolaoguzhanhezaiyiqi（偶聯），從而獲得滿意的粘接。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de數shu量liang不bu同tong，矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji可ke分fen為wei三san官guan能neng型xing和he二er官guan能neng型xing兩liang大da類lei，近jin年nian來lai，還hai出chu現xian了le官guan能neng團tuan為wei聚ju合he物wu的de聚ju合he物wu型xing矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji。在zai國guo外wai，由you於yu矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji的de生sheng產chan主zhu要yao為wei幾ji家jia大da公gong司si所suo控kong製zhi
，為wei了le形xing成cheng壟long斷duan
，各ge立li牌pai號hao。因yin此ci，同tong一yi種zhong有you機ji矽gui產chan品pin，市shi場chang上shang可ke以yi出chu現xian幾ji個ge牌pai號hao，名ming目mu繁fan多duo。目mu前qian，美mei國guo聯lian合he碳tan化hua公gong司si（UCC）是世界上最大的矽烷偶聯劑有機矽膠生產廠家，其所擁有的品種也最多。

　　2

、矽烷偶聯劑的應用

　　矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji最zui早zao是shi作zuo為wei玻bo璃li纖xian維wei增zeng強qiang塑su料liao的de玻bo纖xian處chu理li劑ji而er開kai發fa的de。由you於yu矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji改gai善shan了le玻bo纖xian與yu樹shu脂zhi之zhi間jian的de粘zhan合he，從cong而er顯xian著zhu提ti高gao了le增zeng強qiang塑su料liao的de機ji械xie性xing能neng。隨sui著zhe複fu合he材cai料liao的de迅xun速su發fa展zhan

，矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji無wu論lun在zai品pin種zhong或huo產chan量liang的de發fa展zhan速su度du也ye很hen快kuai。近jin年nian來lai，利li用yong矽gui烷wan偶ou聯lian劑ji對dui某mou些xie材cai料liao引yin入ru特te定ding功gong能neng性xing基ji團tuan，可ke以yi改gai進jin材cai料liao的de表biao麵mian性xing質zhi，獲huo得de防fang靜jing電dian、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(he)帶(dai)有(you)反(fan)應(ying)性(xing)基(ji)團(tuan)的(de)不(bu)飽(bao)和(he)烯(xi)烴(ting)在(zai)鉑(bo)氯(lv)酸(suan)催(cui)化(hua)下(xia)加(jia)成(cheng)

，再(zai)經(jing)醇(chun)解(jie)而(er)得(de)。矽(gui)烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)實(shi)質(zhi)上(shang)是(shi)一(yi)類(lei)具(ju)有(you)有(you)機(ji)官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)矽(gui)烷(wan)
，在(zai)其(qi)分(fen)子(zi)中(zhong)同(tong)時(shi)具(ju)有(you)能(neng)和(he)無(wu)機(ji)質(zhi)材(cai)料(liao)（如玻璃
、矽砂
、金屬等）化學結合的反應基團及與有機質材料（合成樹脂等）化學結合的反應基團。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，能與樹脂起反應。X 通常是氯基、甲氧基
、乙氧基
、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等


，這些基團水解時即生成矽醇（Si（OH）3），而與無機物質結合
，形成矽氧烷。Y是乙烯基
、氨 基、環氧基、甲基丙烯酰氧基
、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，可在無機物質和有機物質的界麵之間架起"分子橋"，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增加粘接強度的作用。矽烷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理劑，使玻璃鋼的機械性能、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得到公認。

　　目前，矽烷偶聯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塑性塑料（FRTP）用的玻璃纖維表麵處理劑
、無機填充物的表麵處理劑以及密 封劑
、 樹脂混凝土

、水交聯性聚乙烯、樹脂封裝材料、殼型造型、輪胎
、帶、塗料、膠粘劑、研磨材料（磨石）及其它的表麵處理劑。

　　在矽烷偶聯劑這兩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基團能和對應的樹脂起反應， 才能使複合材料的強度提高。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
，但可用於非極性樹脂
，如矽橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y含反應性官能基，要注意它與所用樹脂的 反應性及相容性。當Y含氨基時，是屬於催化性的
，能在酚醛、脲醛
、三san聚ju氰qing胺an甲jia醛quan的de聚ju合he中zhong作zuo催cui化hua劑ji，也ye可ke作zuo為wei環huan氧yang和he聚ju氨an酯zhi樹shu脂zhi的de固gu化hua劑ji，這zhe時shi偶ou聯lian劑ji完wan全quan參can與yu反fan應ying，形xing成cheng新xin鍵jian。氨an基ji矽gui烷wan類lei的de偶ou聯lian劑ji是shi屬shu於yu通tong用yong型xing的de，幾ji乎hu能neng與yu各ge種zhong樹shu脂zhi起qi偶ou聯lian作zuo用yong，但dan聚ju酯zhi樹shu脂zhi例li外wai。x 基團的種類對偶聯效果沒有影響。

　　因此
，根據Y基團中反應基的種類

，矽烷偶聯劑也分別稱為乙烯基矽烷、氨基矽烷、環氧基矽烷、巰基矽烷和甲基丙烯酰氧基矽烷等，這幾種有機官能團矽烷是最常用的矽烷偶聯劑。

　　矽烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方麵：

　　（一）用於玻璃纖維的表麵處理，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、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態時，它對複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量的50％
，其中用得較多的品種是乙烯基矽烷、氨基矽烷
、甲基丙烯酰氧基矽烷等。

　　（二）用yong於yu無wu機ji填tian料liao填tian充chong塑su料liao。可ke預yu先xian對dui填tian料liao進jin行xing表biao麵mian處chu理li，也ye可ke直zhi接jie加jia入ru樹shu脂zhi中zhong。能neng改gai善shan填tian料liao在zai樹shu脂zhi中zhong的de分fen散san性xing及ji粘zhan合he力li，改gai善shan工gong藝yi性xing能neng和he提ti高gao填tian充chong塑su料liao（包括矽膠製品
，橡膠橡膠）的機械、電學和耐氣候等性能。

　　（三）用作密封劑、粘接劑和塗料的增粘劑


，能提高它們的粘接強度、耐水
、耐氣候等性能。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題。

　　矽烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在於它本身有兩種基團；一種基團可以和被粘的骨架材料結合

；而(er)另(ling)一(yi)種(zhong)基(ji)團(tuan)則(ze)可(ke)以(yi)與(yu)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)或(huo)粘(zhan)接(jie)劑(ji)結(jie)合(he)
，從(cong)而(er)在(zai)粘(zhan)接(jie)界(jie)麵(mian)形(xing)成(cheng)強(qiang)力(li)較(jiao)高(gao)的(de)化(hua)學(xue)鍵(jian)，大(da)大(da)改(gai)善(shan)了(le)粘(zhan)接(jie)強(qiang)度(du)。矽(gui)烷(wan)偶(ou)聯(lian)劑(ji)的(de)應(ying)用(yong)一(yi)般(ban)有(you)三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)：一是作為骨架材料的表麵處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中。從充分發揮其效能和降低成本的角度出發，前兩種方法較好。

　　矽烷偶聯劑在膠粘劑工業的具體應用有如下幾個方麵：

　　①在(zai)結(jie)構(gou)膠(jiao)粘(zhan)劑(ji)中(zhong)金(jin)屬(shu)與(yu)非(fei)金(jin)屬(shu)的(de)膠(jiao)接(jie)
，若(ruo)使(shi)用(yong)矽(gui)烷(wan)類(lei)增(zeng)粘(zhan)劑(ji)，就(jiu)能(neng)與(yu)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)縮(suo)合(he)
，或(huo)跟(gen)另(ling)一(yi)個(ge)矽(gui)烷(wan)醇(chun)縮(suo)合(he)，從(cong)而(er)使(shi)矽(gui)原(yuan)子(zi)與(yu)被(bei)膠(jiao)物(wu)表(biao)麵(mian)緊(jin)緊(jin)接(jie)觸(chu)。如(ru)在(zai)丁(ding)腈(jing)酚(fen)醛(quan)結(jie)構(gou)膠(jiao)中(zhong)加(jia)入(ru)矽(gui)烷(wan)作(zuo)增(zeng)粘(zhan)劑(ji)，可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)膠(jiao)接(jie)強(qiang)度(du)。

　　②在(zai)膠(jiao)接(jie)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)方(fang)麵(mian)國(guo)內(nei)外(wai)已(yi)普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)矽(gui)烷(wan)作(zuo)處(chu)理(li)劑(ji)。它(ta)能(neng)與(yu)界(jie)麵(mian)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)膠(jiao)接(jie)強(qiang)度(du)。例(li)如(ru)
，氯(lv)丁(ding)膠(jiao)膠(jiao)接(jie)若(ruo)不(bu)用(yong)矽(gui)烷(wan)作(zuo)處(chu)理(li)劑(ji)時(shi)，膠(jiao)接(jie)剝(bo)離(li)強(qiang)度(du)為(wei)1.07公斤／厘米2
，若用氨基矽烷作處理劑，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的膠接方麵
，矽烷增粘劑具有特殊的功用。它明顯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本來無法用一般粘接劑解決的粘接問題有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，得到滿意的解決。例如，用乙烯基三過氧化叔丁基矽烷（Y一4310）可使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yi般ban的de粘zhan接jie劑ji或huo樹shu脂zhi配pei合he使shi用yong偶ou聯lian劑ji後hou不bu僅jin能neng提ti高gao粘zhan合he強qiang度du，更geng主zhu要yao的de是shi增zeng加jia粘zhan合he力li的de耐nai水shui性xing及ji耐nai久jiu性xing。如ru聚ju氨an基ji甲jia酸suan酯zhi和he環huan氧yang樹shu脂zhi對dui許xu多duo材cai料liao雖sui然ran具ju有you高gao的de粘zhan合he力li
，但dan粘zhan合he的de耐nai久jiu性xing及ji耐nai水shui性xing不bu太tai理li想xiang；加入矽烷偶聯劑後
，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使固定化酶附著到玻璃基材表麵，

　　②油井鑽探中防砂
，

　　③使磚石表麵具有憎水性，

　　④通過防吸濕作用，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機相對玻璃表麵的吸濕性能。

　　guiwanoulianjixinkaifadeyixiangzhongyaoyingyongshiyongyushengchanshuijiaolianjuyixi，zhexianggongyishimeiguotaokangninggongsikaifade
，muqianyishangyehua。jinnianlai，guoneizaiyongyoujiguiruyechulimaofangzhiwudeshiyanzhong
，faxianyongguiwanoulianjiyuyoujiguiruyebingyong，keyitigaomaofangzhiwudefuyongxingneng。