高嶺土表面改性時(shí)使用的試劑

時(shí)間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機(jī)器

硅烷偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑是一種水解后同時(shí)含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)的兩性化合物，通式為RSiX3。X為可水解基團(tuán)，如烷氧基(三甲氧基、三乙氧基等);R為有機(jī)官能團(tuán)，如巰基、氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基等。水解后的硅烷偶聯(lián)劑的通式為RSi―(OH)3，其中的羥基與高嶺土生產(chǎn)線上高嶺土表面的活性基團(tuán)反應(yīng)，形成氫鍵，進(jìn)而縮合成共價(jià)鍵，使得偶聯(lián)劑與高嶺土之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的化學(xué)鍵力，表現(xiàn)為硅烷偶聯(lián)劑與高嶺土的穩(wěn)固結(jié)合。氫鍵的相繼產(chǎn)生并包覆在高嶺土加工設(shè)備表面，使得處于偶聯(lián)劑另一端外露的具有反應(yīng)性的疏水基團(tuán)-R有很大的自由，在硫化過(guò)程中很容易與有機(jī)母體材料上的活性基團(tuán)反應(yīng)。例如，與橡膠分子鏈上的雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)(如-NH2、―SH),與因機(jī)械力作用而生成的橡膠分子鏈自由基反應(yīng)，發(fā)生氫離子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，與異氰酸酯縮合，與飽和聚合物反應(yīng)等，形成了相互作用很強(qiáng)的化學(xué)鍵，表現(xiàn)為硅烷偶聯(lián)劑與母體材料的穩(wěn)定結(jié)合。整體來(lái)看，硅烷偶聯(lián)劑充當(dāng)了“橋梁”的作用，使得有機(jī)母體與無(wú)機(jī)粉體以化學(xué)鍵的方式牢固地結(jié)合在一起。

欽酸酯偶聯(lián)劑：鈦酸酯偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為(R1O)4-n―T―(OX―R2―Y)n。其作用機(jī)理如下：R1O―是可水解的短碳鏈烷氧基，能與無(wú)機(jī)填料表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，形成單分子層的化學(xué)結(jié)構(gòu);XO―可以是羧基、烷氧基、磺酸基等，是決定鈦酸酷偶聯(lián)劑特征的重要基團(tuán);R2―是柔性長(zhǎng)碳鏈，可與聚合物分子鏈纏繞結(jié)合;Y―是羥基、氨基、環(huán)氧基、雙鍵等，可與聚合物母體發(fā)生反應(yīng)，形成化學(xué)結(jié)合?？梢?jiàn)，鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用機(jī)理大體與硅烷偶聯(lián)劑類似，不同的是欽酸酯偶聯(lián)劑在填料表面上形成均勻的單分子層，而硅烷偶聯(lián)劑則是形成多層分子膜。此外，鈦酸酯偶聯(lián)劑比硅烷偶聯(lián)劑含有更多的可變官能團(tuán)。鈦酸酯偶聯(lián)劑可分為單烷氧基型、單烷氧基焦磷酯基型、螯合型和配位型四大類，迄今已發(fā)展到60多種。在其4個(gè)類型中較適合于高嶺土表面改性的類型是單烷氧基型、單烷氧基焦磷酯基型和配位型。前列種的特點(diǎn)是含有多種功能，適用范圍廣，主要適用于處理干燥的煅燒高嶺土粉體。第二種含有乙醇螯合基，適用于含水多的高嶺土粉體的表面改性。第三種耐水性好，多數(shù)不溶解于水，不發(fā)生酯交換反應(yīng)，適用于多種類型的煅燒高嶺土改性。與硅烷偶聯(lián)劑相比，鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料在聚烯烴塑料中的填充改性作用更強(qiáng)，而且價(jià)格低廉。一般來(lái)說(shuō)，在煅燒高嶺土的表面改性中，鈦酸酯偶聯(lián)劑不單獨(dú)使用，主要還是與硅烷偶聯(lián)劑混配使用，其效果比單一用鈦酸酯偶聯(lián)劑改性要好。因此，鈦酸酯偶聯(lián)劑可作為高嶺土的輔助偶聯(lián)劑。