钛 酸 酯 偶 联 剂 知 识 简 介

联剂是两种不同物质界面之间的分子桥。通常是指无机填料和有机聚合物母体之间，但也不局限于此。钛化合物偶联剂与无机界面上的自由质子反应，在无机界面上形成有机单分子层。经钛酸酯处理的无机化合物一般都具有疏水性和亲有机物性，能起到有机官能团的作用，因而填料的分散性增强，易于和聚合物或有机相结合。

将钛酸酯偶联剂用于加有填料的聚合物中，就可增加聚合物的抗冲强度，当无机填料用量超过 50%时，加填料的聚合物的熔融粘度要比不加填料的聚合物低，并且老化时聚合物也可保持较好的机械性能。

在一种未加填料的聚合物中加入一种具有耐水解和耐热作用的钛酸酯（或锆酸酯）类偶联剂，则在挤出、吹塑和注塑过程的熔融相中，会起到原地再聚合的催化剂的作用，也由此改进了材料的加工性能和机械性能。同时，通过再聚合、共聚或接枝浸润，钛酸酯偶联剂又是两种或两种以上聚合物的一种相容剂。当某种新烷氧基（即是季碳原子处于新位的烷氧基）钛酸酯被用于未加填料的聚合物，井与之化合时，就会形成一个双极电子转移回路，起到一种不喷霜、不依赖湿气的防静电剂的作用。 钛酸酯类偶联剂还可以与多样的基料反应，如与CaCO3、BaSO4、炭黑。陶瓷、欧菩颜料和色淀颜料，纤维素。过氧化物、芳酞胺纤维和碳纤维，以及矿物质与金属氧化物衍生的无机化合物反应。以有机金属钛（Ti）或锆（Zr）和硅（Si）为基础的四官能团化合物能被制成有用的偶联剂，因为其中心原子的四化合价导致电子共用。

每一类型都有其固有的局限性，比如，偶联金属基料时，Ti—O－M键的抗水解性能和强度就优越于Si—O－M键。然而，当偶联硅时，Zr－O—Si或Si一O—Si键的强度就优越于Ti—O—Si键。

另外，在过氧化物存在下，钦还起氧化剂作用，因而就能脱除无过氧化物的自由基，并减弱固化效果。然而，锗对于过氧化物则是一种活化剂，它可加速固化反应。而且铅酸酯作为与卤烃基料的粘合促进剂，要比钛酸酯更为优越。

加工方法和性能

偶联剂的选择主要是根据有机金属种类，基料组分的特定化学机理以及所要求的最终性能而决定的。偶联剂的用量可能从聚合物重量的 lppm或粒子重量的0.l至2%不等。

在多数情况下，每1000份聚合物组合物配方中，使用2份偶联剂，其效果最佳，因为采用如此少量的有机金属就能使复合材料的性能发生量的变化。应注意，所选用的有机金属偶联剂必须能溶于有机相，而更重要的是，它在有机相中必须能均匀分布。

混合技术中要避免偶联剂分布不均，在整个基料中要形成所要求的单分子。例如，将一种液体偶联剂加入聚合物相中，再在下游工序中加入填料／增强材料，或者用喷雾法把偶联剂喷到填料／聚合物的流化床（移动床）上，这种效果要比仅仅将偶联剂倾倒在装入塑料袋的静止不动的填料／聚合物堆上，然后再用手工搅动的效果好得多。

制备成以一种氧化硅粉末为基料的母料或制成一种聚合物包覆的颗粒，就可缓解加工的困难。

由于偶联剂能影响流变性，所以常常会降低在混料过程中的扭矩或切变。我们应该采取降低温度、增加转数或者产生背压的办法来增大功率曲线（扭矩对时间）下面的面积。

应用

钛酸酯偶联剂的用途就像它们的化学机理一样广泛，它的典型用途如下：

填充了70%处理过的CaCO3的聚丙烯比不加填料的聚丙烯，其冲击强度大6.5倍，并且熔融粘度也低一些。填充了 64%水合氧化铝的聚丙烯均聚物可达到 UL 94V—O的指标，并且比不填充三水合氧化铝的在机械性能方面有很大的提高。

填充了25%CaCO3的聚苯乙烯和填充65%的玻璃纤维一滑石粉(比例为5：3)的聚苯硫酸的复合材料，当温度分别在450°F、640°F 条件下，其注射压力（MPa）分别可从10.3下降至5.5，和从9.0下降至4.8。

填充了 90%氧化铁的尼龙复合材料能保持不加填料时的流动性。

加有钛酸酯类偶联剂，并填充了25% CaCO3的硬聚氯乙烯管材配料，将在其挤出性能上有所改进，其冲击强度也比不填加者好。

将0.5％钛酸酯加人到一种软聚氯乙烯配料中，就能使CaCO3填料量大为增加。从每100份树脂填加 100份CaCO3增到每100份树脂填加 150份CaCO3，且其物理性能不变。

加有钛酸酯的印刷线路层压板的粘合力可从 0.54增至 1．28 kg／cm，而其吸水力可从 0.3%下降至0. 12%，电性能从 2 X 102增至 5 X 103兆欧姆。

加入钛酸酯类偶联剂还可提高配固化的芳酞胺纤维／环氧树脂复合材料的性能。如其挠曲强度从234增至800MPa；伸长率从0.3%增至1.7%，冲击强度从91增至390ft．-lb．/in.

在增强反应注射成型（RRIM）聚氨酯的多元醇组分中，分别填加两种不同的填料，即一种是经钛酸酯处理过的硅灰石，另一种是磨细到 1／16 in．的玻璃纤维。在填料量都为40%的情况下，两者冲击强度相同，但前者的物理性能要优于后者，且粘度较后者要低一些。

用烷氧基钛醉溶液或庚烷溶液浸渍过的玻璃纤维填料可提高丙烯酸树脂。聚烯烃、聚酯、聚酰胺，以及其他热塑性树脂的粘合力。

用钛酸酯处理过的纤维可用于制造重量轻的模塑家具和汽车用复合材料c它的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度均有改进。无机纤维，诸如矿渣绵，在转鼓式反应器中，经有机钛酸酯熏蒸，其表面可形成促进粘合层，适用做复合材料。

在电子系统中用于电磁干扰屏蔽的导电性聚合物复合材料及涂料可用以下方法制备：即粘合剂用树脂、导电性炭黑颗粒或金属颗粒与资合的双三乙醇胺钛酸酯混合。采用上述的有机钛可使材料的导电性能提高，方便制造并使成型性得以改进，还能增加混合物体系的稳定性。

一些液体树脂涂料产品的制造，如果采用了有机钛，就可使其能耗降低65％，生产率可提高 2- 5倍。钛酸酯能大大提高未加填料的通用热塑性塑料及热塑性工程塑料的机械性能和流变性。例如，在一种无填料的乙基纤维素（Hercules Type T）中加人 3%的新烷氧基·十二烷基苯磺酸钛酸酯，则可将24小时吸水率（ASTM D570），从 1.2降至0.4，或从1.8降至1.0。

有32个工厂利用其各自的注塑、吹塑和挤压设备，采用未加填料的新鲜及循环再用的原料（聚烯烃、ABS和聚苯乙烯）进行生产。由于他们使用了各种新烷氧基钛酸酯和铅酸酯，因此其生产率平均提高了19%，而加工温度平均下降了9%。

又学了一点知识，呵呵。。。

顶，很好的理论手册，不过欠缺的是有机硅的说得很少。

学了一点知识
谢谢