硅烷偶聯(lián)劑KH560

硅烷偶聯(lián)劑在高聚物基復(fù)合材料中的作用機(jī)理主要有以下幾種理論： 
(1)化學(xué)鍵理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑KH-560含有兩種不同的化學(xué)官能團(tuán)，其一端能與無(wú)機(jī)材料，如玻璃纖維、硅酸鹽、金屬氧化物等表面的硅醇基團(tuán)反應(yīng)生成共價(jià)鍵;另一端又與高聚物基料或樹脂生成共價(jià)鍵，從而將兩種不相容的材料偶聯(lián)起來(lái)。 
(2)表面浸潤(rùn)理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑提高了玻璃纖維或其他無(wú)機(jī)材料的表面張力，甚至使其大于樹脂基體的表面張力，從而有利于樹脂在無(wú)機(jī)物表面的浸潤(rùn)與展開，改善了樹脂對(duì)無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料的潤(rùn)濕能力，使樹脂與無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料較好地黏合在一起。 
(3)變形層理論，認(rèn)為硅烷偶聯(lián)劑在界面中是可塑的，它可以在界面上形成一個(gè)大于10nm的柔性變形層，這個(gè)變形層具有遭受破壞時(shí)自行愈合的能力，不但能夠松弛界面的預(yù)應(yīng)力，而且能阻止裂紋的擴(kuò)展，故可改善界面的黏合強(qiáng)度。 
(4)拘束層理論，認(rèn)為復(fù)合材料中高模量增強(qiáng)材料與低模量樹脂之間存在著界面區(qū)，而硅烷偶聯(lián)劑為其中的一部分。硅烷偶聯(lián)劑不僅能與無(wú)機(jī)物表面產(chǎn)生黏合，而且還有可以與樹脂反應(yīng)的基團(tuán)，能將聚合物“緊束”在界面上。當(dāng)此界面區(qū)的模量介于無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料與樹脂之間時(shí)，應(yīng)力可以被均勻地傳遞。
 
(5)可逆水解理論，認(rèn)為有水存在時(shí)硅烷偶聯(lián)劑KH-560和玻璃纖維間受應(yīng)力作用而產(chǎn)生斷裂，但又能可逆的重新愈合。這樣在界面上既有拘束層理論的剛性區(qū)域(由樹脂和硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)生成)，又可允許應(yīng)力松弛，將化學(xué)鍵理論、拘束層理論和變形層理論調(diào)和起來(lái)。此機(jī)理不但可以解釋界面偶聯(lián)作用機(jī)理，而且也可以說(shuō)明松弛應(yīng)力的效應(yīng)以及抗水保護(hù)表面的作用。

硅烷偶聯(lián)劑作用機(jī)理

可變形層理論

為了緩和復(fù)合材料冷卻時(shí)由于樹脂和填料之間熱收縮率的不同而產(chǎn)生的界面應(yīng)力，就希望與處理過(guò)的無(wú)機(jī)物鄰接的樹脂界面是一個(gè)柔曲性的可變形相，這樣復(fù)合材料的韌性最大。偶聯(lián)劑處理過(guò)的無(wú)機(jī)物表面可能會(huì)擇優(yōu)吸收樹脂中的某一配合劑，相間區(qū)域的不均衡固化，可能導(dǎo)致一個(gè)比偶聯(lián)劑在聚合物與填料之間的多分子層厚得多的撓性樹脂層。這一層就被稱之為可變形層，該層能松弛界面應(yīng)力，阻止界面裂縫的擴(kuò)展，因而改善了界面的結(jié)合強(qiáng)度，提高了復(fù)合材料的機(jī)械性能。

硅烷偶聯(lián)劑使用方法直接添加方法

硅烷偶聯(lián)劑的使用方法主要有表面預(yù)處理法和直接加入法，前者是用稀釋的偶聯(lián)劑處理填料表面，后者是在樹脂和填料預(yù)混時(shí)，加入偶聯(lián)劑的原液。

將硅烷偶聯(lián)劑直接加入到膠粘劑組分中，一般加入量為基體樹脂量的 1～5%。涂膠后依靠分子的擴(kuò)散作用，偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產(chǎn)生偶聯(lián)作用。對(duì)于需要固化的膠粘劑，涂膠后需放置一段時(shí)間再進(jìn)行固化，以使偶聯(lián)劑完成遷移過(guò)程，方能獲得較好的效果。實(shí)際使用時(shí)，偶聯(lián)劑常常在表面形成一個(gè)沉積層，但真正起作用的只是單分子層，因此，偶聯(lián)劑用量不必過(guò)多。