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***偶联剂应用研究

***偶联剂在新材料中的应用研究

***偶联剂的应用面极广，可以处理有机材料，也可以处理无机材料，通过***偶联剂的处理后材料的某些性能会得到显著提高。以下介绍几种***偶联剂的在新材料中的具体应用研究。

在光材料中的应用

西安交大***研究了***偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析，当***偶联剂为2.5%时，有机载体的表面张力可从约30 mN/m 降低至25.69 mN/m，提高了铝1粉颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用，从而减少划痕和灰化，进而可使铝电极的接触电阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。大多数无机填料属亲水性，与聚合物难以相容，如果不经过偶联处理它们会造成相间分离。

有学者将目光对准了玻璃的发光性能，这种玻璃是***偶联剂改性的芪3 掺杂铅-锡-氟磷酸盐的玻璃。将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅锡氟磷酸盐玻璃，获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃，这种玻璃有更好的投射性和均匀性。

在纳米级材料及复合材料中的应用

复合材料由于其优异的性能，越来越受到大家的青睐，但是复合材料的固有缺点不能消除，通过利用***偶联剂的加入可以制备性能更佳的复合材料。纳米材料中加入偶联剂后就像增强体一样，可以显著提高材料性能。

用硅酸钠制备纳米SiO2乳液，用氯化铵控制粒径大小,然后与天然胶乳共混共沉制备出SiO2/NR复合材料。经过***偶联剂处理的纳米SiO2 在复合材料中分散均匀，力学性能较好。除了无机复合材料，在纳米氧化锌制备中也加入了***偶联剂，采用的***偶联剂有KH550、KH 560、KH 570对纳米ZnO进行了改性，研究表明***偶联剂KH570改性效果较好，改性后纳米ZnO 粉体表面包覆了KH 570，晶型没有发生明显改变但分散性变好。应用于塑料体系，是填料得到活化，从而大幅度提高填充量，减少树脂用量，降低制品成本，提高抗冲强度，抗张强度，同时改善综合加工性能。

除了制备纳米级的材料的研究，在复合材料中也有应用，如偶联剂在复合水泥砂浆中应用研究，研究结果表明，0.5%-1%***偶联剂的水溶液能较大幅度地提高多种复合水泥砂浆的抗折强度和抗拉强度，且能提高普通水泥砂浆和聚合物改性水泥砂浆的稠度，但会使其分层度略有增大。又如采用***偶联剂KH-550对废环氧模塑料粉(废EMC粉)进行表面改性并制备了相应的改性废EMC粉/PVC复合材料，提高了拉伸强度、冲击强度和弯曲强度，而且也大大改善了废EMC 粉和PVC之间的相容性，提高了界面结合强度。其中，X易与无机物中的玻璃、陶土、二氧化硅、金属、金属氧化物等产生牢固的结合（化学或物理的）。

***偶联剂的应用范围

***偶联剂的应用大致可归纳为三个方面：

（一）用于玻璃纤维的表面处理，能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，和效果也十分显著。

目前，在玻璃纤维中使用***偶联剂已相当普遍，用于这一方面的***偶联剂约占其消耗总量的50％，其中用得较多的品种是乙烯基***、氨基***、甲1基酰氧基***等。

（二）用于无机填料填充塑料。可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中。能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善工艺性能和提高填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。

（三）用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂，能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。***偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。

***偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。***偶联剂的应用一般有三种方法：一是作为骨架材料的表面处理剂；用于色母料，可是其颜料分散均匀，浓度提高，产品光泽度好，色泽鲜艳。二是加入到粘接剂中，三是直接加入到高分子材料中。从充分发挥其效能和降低成本的角度出发，前两种方法较好。

一般的粘接剂或树脂配合使用偶联剂后不仅能提高粘合强度，更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。如聚氨基甲酸酯和环氧树脂对许多材料虽然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理想；加入***偶联剂后，这方面的性能可得到显著的改善。

***偶联剂在光材料中的应用

西安交大***研究了***偶联剂对太阳电池铝浆性能的影响及分析，当***偶联剂为2.5%时，有机载体的表面张力可从约30 mN/m 降低至25.69 mN/m，提高了铝颗粒之间以及铝膜与硅片之间的黏附作用，从而减少划痕和灰化，进而可使铝电极的接触电阻由0.60 Ω 降低至0.19 Ω。一般的粘接剂或树脂配合使用偶联剂后不仅能提高粘合强度，更主要的是增加粘合力的耐水性及耐久性。

理论：化学键理论，表面浸润理论，变形层理论，拘束层理论和可逆水解键理论。

***偶联剂的改性

因环保政策的压力，让传统的油性产品使用受到了现在，企业不得不面临着油改水境况。虽然水性产品环保、对环境污染程度很小，不过有机功能偶联剂价格与油性产品相比，水性树脂的一些性能不能与油性产品相比，水性聚氨酯与油性聚氨酯在耐溶剂、耐水、耐候性、膜强度等方面都存在着不足，水性聚氨酯各方面性能的提升是研究者不断追求的目标。***偶联剂应用进展由于***偶联剂在橡胶工业中主要应用于白炭黑填充补强的胶料中,因此***偶联剂的应用进展准确的说就是其改性白炭黑的应用进展。

为了弥补水性聚氨酯的缺陷，提高其综合性能，扩大其应用范围，需要对其有机功能偶联剂价格进行改性。有机硅氧烷中硅原子独特的化学性质使其具有低表面能，在成膜过程中硅原子会向表面富集，赋予聚合物涂膜优良的耐水性、耐油污性和耐候性。由于分子链中含有的Si-O键键能高达425kJ/mol，远高于C-C和C-O键的键能，因此有机***的加入可以有效地改善聚氨酯胶膜综合性能。如聚氨基甲酸酯和环氧树脂对许多材料虽然具有高的粘合力，但粘合的耐久性及耐水性不太理想。