Связь

Определение и классификация связующего вещества
Соединяющее вещество относится к классу добавок, способных улучшить свойства поверхности раздела между полимерными материалами и наполнителями. Он содержит два вида групп с разными свойствами, представленными в молекулярной структуре. Один тип группы может вступать в химическую реакцию или иметь хорошую совместимость с полимерным материалом. Другой тип группы может образовывать химические связи с неорганическим материалом или наполнителем. Это может улучшить межфазную адгезию двух материалов и значительно улучшить характеристики наполнителя или усилить полимерные материалы.
Существуют различные виды связующих агентов, включая силановые связующие агенты (трихлорвинилсилан, триэтоксивинилсилан, [гамма]). аминопропилтриэтоксисилан, трихлорпропенсилан и т. д.), титанатный связующий агент (эфир тетрабутилтитаната, триизостеарилтитанат, изопропил, триизопропилтитанат, этилфталат диизостеариновой кислоты и т. д.), органический хромовый связующий агент (метакриловая кислотный комплекс хрома), алюминат-циркониевый связующий агент и полимерный связующий агент.
Он в основном используется в полимерном армирующем материале. Его можно использовать в качестве армирующего агента для обработки поверхности стекловолокна. Силановый связующий агент также можно использовать для сшивания полиолефинов или непосредственно для модификации или загущения пластмасс, резиновых смесей.

Титанатный связующий агент
Титанатный связующий агент является новый тип связующего агента, разработанный Kenrich Petroleum Chemical Company (США) в 1975 году. Он имеет уникальную структуру с хорошей эффективностью связывания термопластичного полимера и сухого наполнителя. В соответствии с механизмом связи между молекулярной структурой и поверхностью наполнителя, титанатный связующий агент можно разделить на четыре основных типа: (1) одинарная алкоксигруппа (2) одиночная алкоксигруппа-пирофосфат (3) хелатный (4) лигандный тип.

Рисунок 1 титанатный связующий агент лигандного типа< br /> Следует стараться избегать использования титанатных аппретов в сочетании с поверхностно-активными добавками. Они будут мешать реакции связывания титаната на границе раздела. В случае, если эти добавки необходимо использовать, мы должны тщательно перемешать наполнители, связующие вещества и полимер перед их добавлением.
Большинство титанатов могут в разной степени вступать в реакцию переэтерификации с пластификатором сложноэфирного типа, поэтому должно быть после того, как наполнители, связующие агенты, сопряженный полимер были тщательно перемешаны с образованием связующих агентов. Титанатный связующий агент можно использовать в сочетании с силановым связующим агентом для получения синергетического эффекта, например, используйте хелатный титанат для обработки стекловолокна, предварительно обработанного силановым связующим агентом, может значительно улучшить эффективность связывания.

Силановый связующий агент
Силановый связующий агент является самым ранним изученный, а также наиболее широко используемый связующий агент. Он был разработан американской компанией Union Carbide (UCC) для разработки стеклопластика с более чем 30-летней историей.
Это кремнийорганический мономер, имеющий в структуре молекулы две или более различных реакционноспособных групп и имеющий химическое связывание (соединение) с органическим материалом и неорганическим материалом. Химическая формула силанового аппрета: RSiX3. X представляет собой гидролизуемую функциональную группу и может вступать в реакцию сочетания с метокси, этокси, целлозольвом и неорганическими материалами (стекло, металл, SiO2). R представляет собой органическую функциональную группу; он может вступать в реакцию сочетания с виниловой группой, этоксигруппой, метакриловой группой, аминогруппой, меркаптогруппой и органической группой, а также с неорганическими материалами, различными видами синтетических смол и каучука.

Название   ;  МВт    Относительная плотность (25°C)    Показатель преломления (25°C)    Температура вспышки/(25°C)    Температура кипения/(25°C, 101,324X103 Па)
Трихлорвинилсилан    161,5    1,26    1,432    21    19
Винилтриэтоксисилан    190,3    0,93    1,395    54    161
Винилтри(β-метокси-этокси)силан    280,4    1.04    1,428    66    285
(γ-глицидоксипропил)триметоксисилан    236.1    1.07    1,427    135    290
γ-метил акрилилэтилтриметоксисилан    248,1    1.04    1,429    138    255
N-(β-аминоэтил)-γ-аминопропил-триметоксисилан    222.1    1.03    1,445    140    259
N-(β-аминоэтил)-γ-аминопропил-метил-триметоксисилан    206.1    0,98    1,445    140    234
γ-хлорпропил-триметоксисилан    198,5    1,08    1,418    78    192
γ-меркаптопропил-триметоксисилан    196,1    1.06    1,439    102    212γ-Аминопропил-триметоксисилан    221    0,94    1,419    104    217

физико-химические свойства нескольких типичных обычно используемых силановых связующих агентов.

В соответствии с механизмом реакции силанового связующего агента гидролизуемый функционал группа X будет генерировать силанол после столкновения с водой. Для неорганического материала (например, стекла) аппрет вступает в реакцию конденсации с силанолом на поверхности стекла, образуя ковалентную связь между стеклом и силановым аппретом. Воспользовавшись этой особенностью, силановый связующий агент можно использовать для обработки стекловолокна (производство армированных пластиков), улучшения характеристик покрытий и клеев, а также для обработки поверхности неорганическими наполнителями и т. д. Для ненасыщенного полиэфира, армированного стекловолокном, целесообразно выбирать метакрилоксисиланы; для эпоксидных ламинатов предпочтительно использовать эпоксидированный силан и аминосилан. Новое применение силанового связующего агента рассматривается в качестве сшивающего агента полиэтилена, сополимеризующегося за счет соединения полиэтилена и винилтриметоксисилана или путем сшивания посредством реакции конденсации между полиэтиленом и силаном.
полиэтилен после обработки может быть использован в качестве кабелей и сложных гетеротипных материалов. Чтобы адаптироваться к разработке функциональных полимерных композитов, были разработаны некоторые новые силановые аппреты, такие как γ-уреидопропил-триметоксисилан, γ-глицидилпропилметил-диэтоксисилан-аминопропил и N-фенил-γ- диметоксисилан и так далее.

Применение связующего агента в полиэфирной смоле, армированной стекловолокном
Ключевая технология в полиэфирной смоле, армированной стекловолокном, заключается в решении проблем, связанных с связывание между стеклянным волокном и интерфейсом смолы. Это связывание может быть либо физическим, либо химическим. Однако только химическая связь может обеспечить наиболее прочную химическую связь между стеклянными волокнами и смолой. Использование связующих агентов может обеспечить химическую связь.
Существует два основных типа связующих агентов: один представляет собой органическое соединение кремния; другой представляет собой органический комплекс хрома.
Общая формула силиконового аппрета: R4-nSiXn, где R представляет собой органическую группу, X представляет собой OR, Cl, R и другие легко гидролизуемые группы. , R', R'' представляет собой углеводородную группу, n = 1, 2, 3, большая часть n = 3. Органическая группа R может вступать в химическую реакцию с ненасыщенным полиэфиром, при этом легко гидролизуемые группы подвергаются гидролизу и конденсации. При взаимодействии со стеклянной поверхностью могут быть следующие результаты:

Рис.2 результат взаимодействия органосиланового аппрета с поверхностью стекла
Результат взаимодействия аппрета с поверхностью стекла заключается в создании прочной ковалентной связи, что меняет первоначальные свойства поверхности стекла, придавая ей гидрофобные, органофильные и олеофильные свойства, тем самым улучшая механические свойства композитов. хлорид, который можно наносить на ненасыщенные полиэфирные смолы для улучшения условий связывания между стекловолокном и границей раздела смолы. Метакриловая кислота, хлорид хрома, может связываться с поверхностью стекла через свою гидроксильную группу и силанольную поверхность, содержащуюся после гидролиза, и дополнительно выделять метакриловую группу наружу, чтобы облегчить ее химическое связывание со смолой; процесс выглядит следующим образом:

Рисунок 3 результат взаимодействия органического хромового связующего с поверхностью стекла

---