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什么是雙足硅烷

更新時間:2023-11-09      點擊次數(shù):1053

雙足硅烷是一系列粘合促進劑,其固有的水解穩(wěn)定性比傳統(tǒng)硅烷高出約 10,000 倍。這些產(chǎn)品對許多復(fù)合材料系統(tǒng)的基材粘合和機械強度具有重大影響——包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、環(huán)氧樹脂/聚氨酯混合物、聚硫化物、氰基丙烯酸酯和有機硅——可用于水性、高固含量和光敏化學(xué)品。雙足硅烷是一種很有前途的材料,已經(jīng)在塑料光學(xué)、多層印刷電路板以及黑色金屬和有色金屬的粘合底漆等多種應(yīng)用中取得了商業(yè)成功。由于硅分子的性質(zhì),硅烷偶聯(lián)劑是一種用于抵抗聚合物和基材之間因水侵入而劣化的材料。通過界面的改性,硅烷偶聯(lián)劑不僅提供耐水性,而且由于樹脂和硅烷的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò),還可以增加界面的強度。通常在硅烷表面處理或“原位"應(yīng)用中,常規(guī)硅烷中的烷氧基會水解形成含硅烷醇的物質(zhì),它們具有高反應(yīng)性并負責(zé)與基材形成氫鍵。這些傳統(tǒng)的硅烷可以自縮合形成硅氧烷,從而導(dǎo)致相分離或凝膠化。為了提高水解穩(wěn)定性,可以加入雙足硅烷來提高許多復(fù)合材料系統(tǒng)的保質(zhì)期、基材粘合性和機械強度。

功能性雙足硅烷以及非功能性雙足硅烷與功能性常規(guī)硅烷的組合對基材粘合具有顯著影響,并改善許多粘合劑體系,特別是底漆和水浸應(yīng)用。硅烷提供粘合力的基本步驟是與基材形成-Si-OX鍵。如果基材是硅質(zhì)的,則粘合耐久性由Si-O-Si的鍵解離決定。根據(jù)方程 ≡Si-O-Si≡ + H 2 O ? ≡Si-OH + ≡Si-OH,鍵解離平衡為 ~10 -4。認識到底物羥基不受擴散影響,該因子更接近 10 -2。通過將鍵的數(shù)量增加三個,解離平衡增加到~10 -6。理論上,這意味著通常在 1 個月內(nèi)發(fā)生的解離鍵線失效會增加到約 10,000 個月。實際上,其他因素也會影響失效,但二足硅烷顯然有可能在許多設(shè)備的使用壽命要求期間消除粘合失效。這種效果被認為是界面交聯(lián)密度增加和二足硅烷耐水解性的結(jié)果,據(jù)估計,其耐水解性比傳統(tǒng)偶聯(lián)劑高約 10,000 倍。與只能與基材形成三個鍵的傳統(tǒng)硅烷相比,二足硅烷能夠與基材形成六個鍵。不同的基材、條件、硅烷組合和應(yīng)用都會影響雙足硅烷的選擇。根據(jù)所需特性選擇硅烷混合物。例如,改進的濕粘附性、耐化學(xué)性、加工和/或涂層性能,例如改進的腐蝕保護。

許多常規(guī)偶聯(lián)劑經(jīng)常與10-40%的非官能二足硅烷組合使用,其中常規(guī)偶聯(lián)劑為應(yīng)用提供適當(dāng)?shù)墓倌芏?,而非官能二足硅烷提供增加的耐久性。在典型?yīng)用中,雙足材料,例如雙(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(SIB1817.0) 以 1:5 至 1:10 的比例與傳統(tǒng)偶聯(lián)劑結(jié)合。然后按照與傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑相同的方法進行加工。添加非功能性雙足硅烷后,與單獨使用傳統(tǒng)硅烷相比,涂層的耐久性得到了延長。


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