1、矽烷偶聯劑（jì）分（fèn）類

　　X和Y是兩類（lèi）反（fǎn）應特性不（bú）同的活性基團。其中，X易與無機（jī）物中（zhōng）的玻璃、陶土、二氧（yǎng）化矽、金屬、金屬（shǔ）氧化物等產生牢（láo）固的結合（hé）（化（huà）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），正是（shì）由於其分子中同時存在親有（yǒu）機和親無機的兩種功能團，因此，通過（guò）矽烷偶聯劑就可以把有機（jī）材料（liào）和無（wú）機材（cái）料這兩種性質（zhì）差異很大的材料牢（láo）固（gù）粘合在一起（偶聯），從（cóng）而獲得滿（mǎn）意（yì）的粘（zhān）接。這就是矽烷偶聯（lián）劑名稱的由（yóu）來（lái）。

　　按連接在矽原子上可水（shuǐ）解基團（即X基團（tuán））的數量不同，矽烷偶（ǒu）聯劑可（kě）分為三官能型和二官能型兩大（dà）類（lèi），近年來，還出現了官能團為聚合物的聚合物型矽烷偶聯劑。在國外，由於矽烷（wán）偶聯劑的生產主要為幾家大公司所控（kòng）製，為了形（xíng）成壟斷，各立牌號。因此，同（tóng）一種有機矽產品，市場上可以（yǐ）出（chū）現（xiàn）幾個（gè）牌號，名目繁多。目前，美國聯合碳化公司（UCC）是世界上最（zuì）大的矽烷偶聯劑有機矽膠生產廠家，其所擁有的品種也（yě）最多。

　　2、矽烷偶聯劑的應用

　　矽烷偶聯劑最早是作（zuò）為玻璃纖維增強塑料的（de）玻纖處理劑而開發的。由於矽烷偶聯劑改善了玻纖（xiān）與樹脂之間的粘合，從而顯著提高（gāo）了增強塑料的機（jī）械性（xìng）能。隨著複合材料的迅速發展，矽烷偶聯劑無論在品（pǐn）種或產量的發展速度也很（hěn）快。近年（nián）來，利用矽烷（wán）偶聯劑對某些材料引入特定功能性基團，可以改（gǎi）進材料的表麵性質，獲得防靜電、防黴、防臭（chòu）、防凝血和生理惰性（xìng）等，成為矽烷（wán）偶聯劑新用途的開端。正是由於許多（duō）重要應用領域的開發，矽（guī）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（bú）飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經醇解（jiě）而得。矽烷偶聯劑（jì）實質上是一類具有有機官能團的矽烷，在其分（fèn）子中同時具有能和無機質材料（如玻璃、矽砂、金屬等）化學（xué）結合的反應基團及與有機質材料（合（hé）成樹脂等）化學結合的反（fǎn）應基團。可用通式Y（CH2） nSiX3表示，此處，n=0～3；X－可（kě）水解的基團；Y一有機官能團，能與樹脂起反應（yīng）。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（jié）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（fǎn）應而（ér）結合（hé）。

　　因此（cǐ），通過使用（yòng）矽烷偶聯劑，可在無機（jī）物質和有機物質的界麵之間架起"分子橋"，把兩（liǎng）種性質懸殊的材料連接在一起， 起提高複合材（cái）料的性能和增加粘（zhān）接強度的作用。矽烷偶聯劑的這（zhè）一特性最（zuì）早應用於玻璃纖維（wéi）增強塑（sù）料（玻璃（lí）鋼）上， 作玻璃纖維的（de）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（gōng）業（yè）中的重要性早已得到公認（rèn）。

　　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（de）玻璃纖維表麵處理劑、無機填充物的表麵（miàn）處理劑以及密 封劑、 樹脂混（hún）凝土、水交聯性聚乙烯、樹脂封（fēng）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（ǒu）聯劑（jì）這兩類性能互異的基團中，以Y基團最重（chóng）要、它對製（zhì）品性能影響很大，起（qǐ）決定偶（ǒu）聯劑的性能作用。隻有當Y基團能和對應的（de）樹脂起反應， 才（cái）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（bìng）能起偶聯反應（yīng）。所以，一定的樹脂（zhī）得選擇含適當Y基團的矽烷（wán）偶聯（lián）劑。 當Y為無反應性（xìng）的烷基或芳基時，對極性樹脂是不起（qǐ）作用的，但可用於非極性樹脂（zhī），如矽橡膠、聚苯乙烯等的（de）膠接中。當Y含（hán）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、三聚氰胺甲醛（quán）的聚合中作催化劑，也可（kě）作為環氧和聚氨酯樹（shù）脂的固化劑，這時偶聯劑完全參與反應，形成新鍵。氨（ān）基矽烷類的偶聯劑是屬於通用型的，幾乎能與各（gè）種樹脂起偶聯作用（yòng），但聚酯樹（shù）脂例外。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（ǒu）聯（lián）劑也分別稱為乙烯基矽烷（wán）、氨（ān）基矽烷、環氧基矽烷、巰基矽烷和甲基（jī）丙烯酰氧基矽烷等，這幾種有機官能團矽（guī）烷是（shì）最常（cháng）用的矽烷（wán）偶聯（lián）劑。

　　矽烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方麵：

　　（一（yī））用於玻璃纖維的（de）表麵處（chù）理，能改善玻璃纖維和（hé）樹脂的粘合性能，大（dà）大提高玻璃（lí）纖維增強複合材料的強度、電氣、抗水、抗（kàng）氣候等性能，即使在濕態（tài）時，它對複合材（cái）料機械性能的提（tí）高（gāo），效果也（yě）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（yòng）於這一方（fāng）麵的矽烷偶聯劑約占其消耗總量的50％，其中用得較多的（de）品種是乙烯（xī）基矽烷、氨基矽烷、甲基丙烯酰氧基矽烷等。

　　（二）用（yòng）於無機填料填充塑料。可預先對填（tián）料進行表麵處理，也可直接（jiē）加入樹脂中。能（néng）改善填料在樹脂中的分散性及（jí）粘合力，改善工藝性能和提高填充塑料（包括矽（guī）膠製（zhì）品，橡膠橡膠）的機械、電學和耐氣（qì）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（dù）、耐水、耐氣候等性能（néng）。矽烷偶聯劑往（wǎng）往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題（tí）。

　　矽烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在於它本身有兩種（zhǒng）基團；一種基團可以和被粘（zhān）的骨架（jià）材（cái）料結（jié）合；而另一種基（jī）團則可以與高分子材料或粘接（jiē）劑結合，從而在粘接界麵形成強力較高的化學鍵，大大改善了粘（zhān）接強（qiáng）度。矽烷偶聯劑的應用（yòng）一般有三種（zhǒng）方法：一是作為（wéi）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（de）角度出發（fā），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下幾個方麵：

　　①在結構膠（jiāo）粘劑中金屬與非金屬的（de）膠接（jiē），若使用矽烷類增粘劑（jì），就能與金屬氧化物縮合，或跟另一個矽烷醇縮合，從（cóng）而使矽原子與被膠物表麵（miàn）緊緊接觸。如在丁腈（jīng）酚醛結構（gòu）膠中加入矽（guī）烷作增粘劑，可以顯（xiǎn）著提高膠接強度。

　　②在膠接（jiē）玻璃纖維方麵國內外已普遍采用矽烷作處理劑。它能與界麵發生化學（xué）反應，從而提高膠接強度。例如，氯丁膠膠接若（ruò）不（bú）用（yòng）矽（guī）烷作處理劑時，膠接剝離強（qiáng）度為1.07公斤／厘米2，若用氨基矽烷作處理劑，則（zé）膠（jiāo）接的剝（bāo）離強度為（wéi）8.7公斤／厘米2。

　　③在（zài）矽（guī）橡膠與（yǔ）其他材料的膠接方麵（miàn），矽烷增粘劑具有特殊的（de）功用（yòng）。它明顯地提高各種矽橡膠製品（pǐn）與其它材料的膠（jiāo）接強度（dù）。例如，玻璃與聚氨酯（zhǐ）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（lí）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（xiàng）膠與有機玻璃，都可根據化學鍵理論，選擇相應的矽烷偶（ǒu）聯劑，得（dé）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（bó）相粘合；用丁二烯基三乙氧基矽烷可使（shǐ）矽橡（xiàng）膠與金屬的（de）扯離強度（dù）達到（dào） 21.6～22.4公斤／厘米2。

　　一般的粘接劑或樹脂配合使用（yòng）偶聯劑後不僅能提高粘合強度，更主要的是（shì）增（zēng）加粘合力的耐（nài）水性及耐久性。如聚氨基甲（jiǎ）酸酯和環氧樹脂對許多材料雖然具有（yǒu）高的粘合力，但粘合（hé）的耐久性及耐水性不（bú）太理想；加入矽烷（wán）偶聯劑後，這方麵的性能可得到顯著的改善。

　　矽烷（wán）偶聯（lián）劑的其它方麵應用還包括（kuò）：

　　①使（shǐ）固（gù）定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（tōng）過防吸濕作（zuò）用（yòng），使熒光燈塗層具有較高的表麵電阻；

　　⑤提高液體色譜（pǔ）柱中有機相對玻璃表麵的（de）吸濕（shī）性能。

　　矽烷偶聯劑新開發的一項重要應用是用於生產水交聯聚乙烯，這項工藝是美國陶康寧公司（sī）開（kāi）發的，目前已商業化。近年來，國內在用有機矽（guī）乳液處理毛紡織物的試驗中，發現用（yòng）矽（guī）烷偶聯劑與有機矽乳（rǔ）液並用，可以提高毛紡（fǎng）織物的服用性能。