硅烷--新型填料分散助剂

作者：道康宁公司 Scott Miller，Pierre Chevalier

欢迎访问e展厅 展厅 3 橡胶/轮胎展厅 天然橡胶, 橡胶颗粒, 硫化硅橡胶, 硅胶, 热塑性弹性体, ... 硅烷被广泛用作偶联剂和增粘剂，也用作聚合物母体中填料的分散助剂。在本文中我们将综述硅烷的化学、在填料上的应用以及用于塑料和橡胶的新型填料分散助剂 — Dow Corning Z-6173 填料分散助剂的性质。 硅烷化学与填料处理 硅烷因其双官能性能够改变填料的表面，提高在聚合物母体中的相容性。典型的硅烷偶联剂/ 分散助剂由(RO)3Si-X 组成。(RO) 是可水解基团，如甲氧基、乙氧基或乙酰氧基。X 为有机官能团，如烷基、氨基、环氧、甲基丙烯酰氧基或乙烯基。硅烷偶联剂作用于无机基底与有机材料的界面上，使两种类似的材料发生键合或偶合（如图1）。 分散助剂，如硅烷与含有烷氧官能性的硅氧烷，通过预处理或原位共混( 与树脂或橡胶混炼过程中) 可以应用于矿物填料。在这两种情况下，分散助剂与填料发生两种基本反应：水解和缩合（如图2）。 水解后硅烷醇基与无机表面的金属羟基配位，生成环氧键并脱水（如图3）。 硅烷和含有烷氧官能团的硅氧烷与二氧化硅和铝羟基发生化学反应。其它的金属羟基也具有化学活性，只是反应程度更低，通常通过处理提高化学反应活性。以下列出各种填料用硅烷处理的大致效率。从效果差到好再到优的顺序为：碳（各种类型），碳酸钙，二氧化钛，滑石粉，蒙脱石，氢氧化镁，氢氧化铝，明矾，铝，二氧化钛（钝化），钙硅石，高岭土，云母，硅土，玻纤和石英。 新型分散助剂 除了用传统的单体型硅烷作为填料分散剂，道康宁还开发了Z-6173 填料分散助剂，以应对矿物填料生产商、母料商和塑料混炼商的未尽之需。Z-6173 不仅具有与传统硅烷偶联剂许多相同的属性，而且包括额外的优点。这些性质有：低黏度液体，易于使用；与传统硅烷偶联剂相比，产生的副产品甲醇更少，导致更少的挥发性有机化合物；应用时的活化沸点高，损失少；无机矿物表明疏水（提高填料在有机母体中的相容性）；价值提高。 结论 有机硅烷广泛应用于填充型聚合物复合物，以改进填料的分散性能。硅烷所起的真正作用并未被完全理解，但取决于官能度、数量以及引进的方法。这些矿物填料表面处理的效果可以在不同级别上加以观测：加速或减缓浸润聚合物母体形成聚集体的动力学；降低聚集体粘合力，减少破坏聚集体所需的流体力学应力，限制再聚集现象；产生显著影响本体性能的界面；选择硅烷的有机官能度可以实现对加工—性能这对矛盾的优化。 除了Z-6173 外，道康宁还有200 多种硅烷和烷氧基有机官能团硅氧烷在开发中，并有商业产品可供使用来满足许多不同的需求。在包括位于比利时Seneffe 的表面与界面解决方案中心等全球专业技术的支持下，道康宁一直引领硅烷技术和材料基本理解的发展。道康宁能帮助优化填料在聚合物母体中的性能，为用户提供解决方案。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (5/13/2010)