硅烷偶联剂的应用范围

硅烷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，在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷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硅烷、氨基硅烷、甲1基酰氧基硅烷等。

（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。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。

硅烷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。硅烷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；二是加入到粘接剂中，三是直接加入到高分子材料中。本分子中含有两种不同的活性基因氨基和乙氧基，用来偶联有机高分子和无机填料，增强其粘结性，提高产品的机械、电气、耐水、抗老化等性能。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；加入硅烷偶联剂后，这方面的性能可得到显著的改善。

硅烷偶联剂的使用方法

耐高温硅烷偶联剂使用的方法

耐高温硅烷偶联剂目前主要有直接混合法和预处理法。

直接混合法是将硅烷偶联剂、无机填充料、橡胶按一定比例均匀混合, 然后再加入其他助剂, 以免阻碍偶联剂聚合的作用, 该法优点是可调节用量, 但是分散效果不是很理想。

预处理法是先将硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理, 然后再加入橡胶中, 根据处理方式不同又可分为干式处理法和湿式处理法。

干式处理是在高速搅拌机中首先加入无机填料, 进行搅拌, 同时将预先配制好的偶联剂溶液慢慢加入, 并均匀分散在填料表面进行处理; 

湿式处理则是在填料的制作过程中, 用偶联剂处理液进行浸渍或将偶联剂添加到填料的浆液中, 然后进行干燥。

硅烷偶联剂Si-69的合成方法

由于原料及生产工艺的不同，耐高温硅烷偶联剂Si-69的生产有多种方法，但主要的合成方法和原理有如下几种:

（1）接合成法

直接合成法是应用较早的合成Si-69的方法，合成原理如式。所用溶剂多为水、醇或水醇混合物，并以不含氟离子的水及价廉无1毒的乙醇、异丙1醇为宜。此法具有合成步骤简单、不受化钠中杂质的干扰等特点。但其也同样具有原料来源困难、对设备耐烛性要求高、生产成本较大等缺点。耐高温硅烷偶联剂随着有机硅化学产品的开发和合成工艺的改进,直接合成法的使用会逐渐被其它方法所替代。

(EtO)3Si(CH2)3SH+Cl2S2 →[(EtO)3Si(CH2)3]2S4+HCl (1)

（2）碱金属合成法

此类方法是目前生产Si-69为常用的方法之一，又被业内人士称为'无水合成法”。反应体系一般需氮气保护，以无水乙醇为反应介质。使用硅烷偶联剂的好处使用玻璃纤维或矿物增强有机聚合物时，聚合物和无机材料之间的界面或界面相涉及许多物理和化学因素之间复杂交叉作用。碱金钠首先与无水乙醇反应，制得乙醇钠;然后在一定温度和压力下加入硫磺，生成多琉化钠；再加入(EtO) 3Si(CH2)3X (X为南元素)反应，制得产品。合成原理如式(2)。此法具有合成条件温和、对设备要求较低、产率较高、产品性状稳定、无污染等优点,缺点是反应原料碱金属价格昂贵、反应条件控制较为严格等。

(EtO)3 Si(CH2)3X+Na2S+Na+S → [(EtO)3Si(CH2)3]2S4+NaX (2)

（3）相转移催化剂法

此法又称为“水相合成法”,反应是在水溶液中先使琉化钠和硫粉反应生成多硫化物，然后加入相转移催化剂混匀，再加入(EtO)3 Si(CH2)3X反应，制得产品。