硅烷偶聯劑及硅樹脂黃文潤
Ⅰ 什麼材料在燃氣點燃後,不溶而且吸熱導熱率又高又好
PBB和PBDE作為阻燃劑常存在於PP、PA、PE、PS、ABS、EVA及PET、PBT等易燃塑料的製品中。PBB、PBDE 在未受控制的燃燒過程中(溫度低於1200 度)可能產生溴化二苯二惡英/呋喃(PBDD/F),此二者均屬於強烈致癌性及致畸胎性物質。這些物質可能造成影響嚴重且范圍廣泛的空氣、河流水體等生態環境污染。因此,歐盟RoHS等相關指令禁止多溴聯苯(PBB)及多溴聯苯醚(PBDE)在塑料製品中的的使用。阻燃劑一般分為有機阻燃劑(如鹵化物阻燃劑PBB、磷酸酯)和無機阻燃劑(如氫氧化鋁、硼酸鋅)。除了受限的PBB及PBDE外,目前在工業上最常見的阻燃劑是磷酸酯、氧化銻、氫氧化鋁及硼酸鋅。下面對不同的阻燃劑替代方案做一簡要概述。1. 氫氧化鋁(鎂)氫氧化鋁是無機阻燃劑,其阻燃機理是受熱分解放出大量的水蒸氣,其反應式為:2Al(OH)3 → A1203 + 3H2O這是個強吸熱反應,吸熱量達到l967.2J/g,起到冷卻聚合物的作用,反應產生的水蒸氣可以稀釋可燃氣體,抑制燃燒蔓延,新生成的氧化鋁還具有較高的活性,能吸附煙塵顆粒,起到抑煙作用。另外,氫氧化鋁還具有阻滴,促進炭化作用,能長期保留在聚合物中且能增加其抗電弧性。Al(OH)3具有穩定性高、不易揮發、成本低等優點,因此,被譽為「無公害阻燃劑」。但是,它的一些缺點也制約著它的應用。由於是極性無機材料,Al(OH)3與有機聚合物的親和性差,界面結合力小,因此填充量大、相容性差,不利於聚合物的加工,降低其製品的機械性能。為了克服上述缺點,普遍採用偶聯劑進行表面處理。常用的偶聯劑有硅烷和酞酸醋類。表面處理可以改善Al(OH)3對基體的親和力,以確保材料原有的耐沖擊強度。另外,改進造粒技術,使粒度分布變窄,獲得超細粒徑的Al(OH)3,這樣可使Al(OH)3更均勻地分散在合成材料中,提高基體材料的力學性能和耐熱性能,提高阻燃效果。隨著Al(OH)3粒徑分布的不斷改善和表面處理技術的應用,其質量分數從40%上升到60%,製品的物理性能也隨之得到不斷增強。氫氧化鋁阻燃劑主要應用於塑料、橡膠、SMC\BMC、人造大理石以及絕緣電器填充料等行業中。國內氫氧化鋁阻燃劑常見供應商為合肥中科阻燃新材料有限公司、蘇州納方工程材料有限公司等。與氫氧化鋁阻燃原理以及性能相似的還有氫氧化鎂阻燃劑(Mg(OH)2),其常見的國內供應商為鄭州富龍新材料科技有限公司、上海慧羅公司(代理美國雅保)等。2. 紅磷紅磷是一種性能優良的阻燃劑,具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果,紅磷在400℃受熱分解,解聚形成白磷,白磷在水汽存在下被氧化成粘性的磷的含氧酸,這類酸即覆蓋於被阻燃材料表面,促使材料表面加速脫水炭化,形成炭層。液膜和炭層可起到蓄熱、阻止氣體交換的作用,保護下層不再被繼續氧化,起到阻燃作用。但是在實際應用中易,紅磷吸潮、氧化、並放出劇毒氣體,粉塵易爆炸,而其呈深紅色,在與樹脂混煉、模塑等加工操作過程中存在著火危險,且與樹脂相容性差,不宜分散均勻,導致基材物理性能下降。為了克服這些缺點,紅磷顆粒的表面改性處理成為重要研究課題之一。目前,普遍採用的方法是微囊化:用Al(OH)3、金屬硫酸鹽、合成樹脂等對其進行表麵包覆,形成一層「薄壁」,改善界面結合能力,克服紅磷作為阻燃劑的缺點。微膠囊紅磷(MRP)是目前市場上常見的產品。紅磷阻燃劑主要應用於聚乙烯、聚丙烯、ABS、高抗沖聚苯乙烯、尼龍、環氧樹脂等工程塑料的阻燃。國內紅磷阻燃劑常見供應商為祥碩塑料阻燃材料有限公司、馬鞍山市源川阻燃材料有限公司等。3. 硼酸鋅硼酸鋅外觀為白色或淡黃色結晶粉末,是一種多功能無機添加型阻燃劑,其分子是為2ZnO·3B2O3·3.5H2O。室溫下水中溶解度<0.28%wt,不溶於冷水,熱水中微溶,能被強酸或強鹼水解,易溶於鹽酸、硫酸、二甲亞碸,可溶於氨水,在氫氧化鈉中溶解性稍差,不溶於乙醇、正丁醇、苯及丙酮等有機溶劑。硼酸鋅具有熱穩定性好,失水溫度高,脫結晶水的溫度可達300℃以上。相對密度小、粒徑細、易分散、無毒性是其獨特之處。硼酸鋅的阻燃機理是通過吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應和釋放不燃氣體等若干途徑或機理發揮其阻燃作用的。與其它有機和無機阻燃劑相比較。它的阻燃效果更優、抑煙性好(能減少燃燒黑煙量25%),可保持透明塑料的透明度,使用時無需處理等優點。硼酸鋅具有多種優異性能,其中協效作用尤為顯著,這使得其應用更加廣泛。在無機阻燃劑中,氫氧化鋁具有阻燃、消煙、填充3種功能。因其不揮發、無毒,又可與多種物質產生協同阻燃作用,被譽為無公害的無機阻燃劑。但是氫氧化鋁在使用時通常需要加入50%(質量分數)以上才能顯示很好的阻燃效果。氫氧化鎂和氫氧化鋁的情況一樣。這樣就會由於大量添加使基材樹脂加工性能變差.力學性能損失較大。三氧化二銻是鹵素阻燃劑必不可少的協同劑,但是單獨使用時阻燃作用很小。硼酸鋅由於具有較高的脫水溫度(大於300℃),超過大多數的聚合物的分解溫度,可以全部或部分代替三氧化二銻用於熱固性聚酯配方中,降低了使用成本,也可以與氫氧化鋁、氫氧化鎂和磷系阻燃劑產生良好的協效作用,從而減少了它們的添加量,降低了它們對基材加工性能的影響。硼酸鋅主要應用於塑料和橡膠的加工,如PVC、PE、PP、增強聚醯胺、聚氯脂、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚脂酸乙烯樹脂及天然橡膠,苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠等。還可以被應用於紙張、纖維織物、裝飾板、地板革、壁紙、地毯、陶瓷釉料、殺菌劑,塗料的生產中,以提高阻燃性能。國內硼酸鋅常見供應商為淄博五維實業有限公司、河南省天隆阻燃材料有限公司等。4. 聚磷酸銨聚磷酸銨是良好的無機阻燃劑,為白色粉末,分解溫度大於256℃,聚合度在10-20之間為水溶性的,聚合度大於20難溶於水。比有機阻燃劑價廉,毒性低,熱穩定性好,可單獨或與其它阻燃劑復合用於塑料的阻燃。高溫下,迅速分解成氨氣和聚磷酸,氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度,從而起阻止燃燒的作用。聚磷酸是強脫水劑,可使聚合物脫水炭化形成炭層,隔絕聚合物與氧氣的接觸,起阻止燃燒的作用。聚磷酸銨主要應用於膨脹型防火塗料、聚乙烯、聚丙稀、聚氨酯、環氧樹脂、橡膠製品、纖維板及乾粉滅火劑等。國內聚磷酸銨常見供應商為濟南金盈泰化工有限公司、富源化工有限公司、上海新華阻燃劑總廠等。5. 磷酸酯(有機磷系)磷酸酯類有機磷系阻燃劑與基體材料的相容性好,兼有阻燃與增塑雙重功效,在有機磷系阻燃劑中應用最為廣泛。但是有機磷系阻燃劑多為液體,具有揮發性大、流動性強、發煙量大、熱穩定性較差等缺點,使其應用受到一定限制。為克服這些缺點,採用縮聚反應製得相對分子質量高的有機磷系阻燃劑,可以有效地降低其揮發性。磷酸酯類阻燃劑主要應用於PC,PC/ABS,PPO/HIPS等聚合物。其國內常見供應商為深圳市吉瑞化工有限公司、河北振興化工橡膠有限公司等。6. 三聚氰胺(有機氮系)常用的有機氮系阻燃劑有三聚氰胺及其衍生物。含氮阻燃劑毒性低、阻燃效率高、耐熱性能良好。由於熱分解溫度較高,不必擔心材料在加工時使阻燃劑分解而導致阻燃失效。此外,在含氮化合物分解時,產生的氣體腐蝕性小,經過氮系阻燃劑處理的高分子材料發煙量低,表現出很好的抑煙效應。但是三聚氰胺單獨使用時阻燃效率不高,需要與其它阻燃劑復合使用,產生協同效應,以提高阻燃效率。通常三聚氰胺與聚磷酸胺、季戊四醇復配使用。三聚氰胺類有機氮系阻燃劑主要應用於製造膨脹型防火塗料中的發泡成分,其發泡效果好,成炭緻密。除單獨作阻燃劑外,常用的阻燃品種是與酸反應產生的衍生鹽,廣泛用於PE、PP以及PVC塑料等熱塑性、熱固性塑料等領域;三聚氰胺與液態磷酸酯合用,廣泛應用於阻燃聚氨酯泡沫材料。國內三聚氰胺常見供應商為上海海以工貿有限公司、連雲港傳奇阻燃材料有限公司等。7. 膨脹性阻燃劑在使用上,還可以將阻燃劑分為填充性阻燃劑與膨脹性阻燃劑。無機阻燃劑多為填充性阻燃劑,具有燃燒時發煙量少,無有害氣體等優點。但其本身阻燃效率並不高,填充大量的阻燃劑才能夠達到一定的效果。因此需要對阻燃劑進行改性或加入阻燃協效劑才能達到更好的阻燃效果。常見的處理技術為:超細化以及納米化技術、表面處理及包覆技術、阻燃協效劑紅磷的微膠囊化等。而對於膨脹型阻燃劑多為多種阻燃劑協同組成的,主要有三部分組成,分別是成炭劑(炭源)、脫水劑(酸源)和發泡劑(氣源)。其中,成炭劑是指在燃燒過程中能被脫水劑奪走水分而被炭化的物質。主要是一些含炭量高的多羥基有機化合物。常見的有季戊四醇,此外尼龍6的成炭效率高,使用也較為廣泛。脫水劑是指在燃燒過程中奪取膨脹型阻燃劑中成炭劑水分的物質,主要作用是促進多羥基化合物脫水炭化,形成具有一定厚度的不易燃燒的炭質層。脫水劑主要是一些無機酸鹽和無機酸酯類。用得最多的是磷酸銨鹽、磷酸酯、硼酸鹽和硅酸鹽。發泡劑,在被阻燃系統中受熱時,分解釋放出大量無毒並能滅火的氣體,同時發生膨脹並形成海綿狀細泡結構的化合物。常用的發泡劑有三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、硼酸胺、雙氰胺甲醛樹脂等。經過上述阻燃劑協同作用之後,膨脹性阻燃劑可以分解產生的不燃性氣體使熔融狀態的系統發泡膨脹,並且無機酸開始對多元醇和酯進行脫水炭化,形成炭渣和無機物,最終使系統開膠化和固化,形成具有隔熱、隔氧的帶微孔結構的泡沫炭質層。膨脹型阻燃劑主要應用於PE、PP等塑料的阻燃中。其國內常見供應商為威海天創化工有限公司、廣州銀塑阻燃材料有限公司等。當阻燃材料用於潮濕環境、海洋氣候、露天環境等場所進行防火保護時,傳統膨脹型阻燃劑因其耐候性、鹽析性、水溶解性等,使其應用受到一定限制。可膨脹石墨(EG)就是最近發展起來的一種新型的膨脹型阻燃劑。它可以很好地克服傳統膨脹型阻燃劑的缺點,適用范圍更廣。將天然石墨經過特殊處理,使其形成特殊層間化合物。當被迅速加熱至300℃以上時,可沿一軸向膨脹數百倍。膨脹後的石墨形成很厚的多孔炭層,起到隔熱作用。EG資源豐富,製造簡單,價格低廉,無毒,低煙。在實際使用中,它需同其他物質(如紅磷)復合使用,以產生協同效應。國內膨脹石墨阻燃劑常見供應商為青島百川石墨有限公司、龍鼎化工有限公司等。 環保阻燃劑還包括有機硅系阻燃劑(如硅油、硅樹脂、硅橡膠、硅烷偶聯劑等)以及新型的納米材料阻燃劑,由於開發的比較晚,應用並不是十分廣泛。另外,還存在不含PBB及PBDE的溴系阻燃劑,如十溴二苯乙烷、十溴二苯醚等,雖然可以滿足RoHS等的要求,但因為含有鹵素而受到質疑,預計在不久的將來會受到限制。
Ⅱ 表面改性劑
一、概 述
礦物的表面改性,主要是依靠改性劑在礦粒表面吸附、反應、活化、包覆或包膜實現的。因此,表面改性劑對於礦物的表面改性或表面處理具有決定作用。
常用於礦物表面改性的改性劑主要有各種偶聯劑、表面活性劑、有機聚合物、不飽和有機酸、有機硅、金屬氧化物及其鹽等。幾種改性劑的實用范圍和主要特點見表 4 - 1。幾種主要填料礦物的化學改性實踐見表 4 -2。
表 4 -1 幾種改性劑的實用范圍和主要特點
表 4 -2 幾種主要填料礦物的表面改性實踐
二、偶聯劑
( 一) 偶聯劑的作用機理
由於非金屬礦與塑料是兩種不同性質的物質,它們之間有很大程度上的不相容性,再加之非金屬礦與塑料等的彈性模量不一致,界面間易產生剪切應力,影響其復合材料的力學性能。偶聯劑能把兩種不同性質的物質通過化學作用或物理作用結合起來,即它能把無機填料和有機高分子基料兩種不同性質的物質緊密地結合起來。因此,偶聯劑也是無機物和有機物界面間的橋梁。
界面擴散理論認為,對作填料用的礦物進行改性處理時,所有的偶聯劑不僅親無機端應與填料表面以化學鍵結合,而且另一端還應能溶解、擴散於樹脂的界面區域,在其與樹脂大分子鏈發生糾纏或形成化學鍵,即偶聯劑的親有機端應含有較長的柔軟碳氫鏈,以使形成柔性的有利於應力鬆弛的界面層,提高其吸收和分散沖擊能,使復合材料具有更好的抗沖擊性。
表面能理論認為,礦物填料屬高能表面,為提高它和高聚物基體的相容性,必須藉助偶聯劑的 - R 基降低其表面能。
( 二) 偶聯劑的種類
目前工業上用的礦物表面改性的偶聯劑,按其化學結構可分為三大類:
硅烷類: 適用於硅酸成分較多的無機填料: 玻璃纖維、石英粉、白碳黑、雲母、粘土。
鈦酸酯類: 適用的無機填料較廣。
鋯鋁酸鹽偶聯劑。
1. 硅烷偶聯劑
( 1) 硅烷偶聯劑的結構
圖 4 -6 甲氧基及乙氧基硅烷偶聯劑的結構式
硅烷偶聯劑的通式為RSiX3。
通式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的有機官能團,例:氨基—NH2,乙烯基—CH2CH,甲基—CH3,環氧基—CH—CH2,氰基—CN等,可與有機分子反應或物理纏繞。
X代表水解性基團,能為水解的烷氧基,例:甲氧基—OCH3,乙氧基—OC2H5等。硅烷偶聯劑的結構式如圖4-6所示。
X基團水解後,在一定的條件下能與無機物表面的化學基團(OH—)起反應,形成牢固的化學鍵。這種具有兩性結構的物質能把兩種性質的物質結合起來。
進行偶聯時,首先X基水解形成硅醇,然後再與無機填料表面上的羥基反應,形成氫鍵並縮合成—SiOM共價鍵(M表示無機填料表面)。同時,硅烷各分子的硅酸又相互締合形成網狀結構的膜覆蓋在填料表面,使無機填料有機化。
( 2) 硅烷偶聯劑的作用機理
經硅烷偶聯劑處理的填料或增強材料 ( 如玻纖) 在提高復合材料性能方面的顯著效果,早已得到確認,偶聯劑的作用機理目前有很多理論,其中化學鍵理論是最老但仍然是最著名的理論。該理論認為: 硅烷偶聯劑含有化學官能團,它的一端與硅質填料 ( 如玻璃) 表面的硅醇基團反應生成共價鍵; 另一端又能與樹脂生成共價鍵。並提出了簡單的偶聯機理模型,見圖 4 -7。
圖 4 -7 硅烷偶聯劑的作用機理模型圖( 據吳森紀等,1990)
硅烷偶聯劑的疏水基性質也符合「相似相親」的原則。有機官能團R為乙烯基和甲基丙烯醯基時,對不飽和的聚酯和丙烯酸樹脂特別有效;當R為環氧基團時,對環氧樹脂效果特好,同時也適用於不飽和樹脂。含氨基的硅烷能和環氧樹脂、聚氨酯發生化學反應,對酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂的固體也有催化作用,故適用於環氧、酚醛、三聚氰胺、聚氨酯等樹酯;含巰基的硅烷對硫化橡膠的偶聯效果最佳,故含巰基的硅烷偶聯劑是橡膠工業應用最廣的品種。
親水基,也稱水解性基團,該基團遇水可分解變成活性基團硅醇(≡Si—OH)。通過硅醇和無機礦物表面反應,形成牢固的化學結合或吸附於礦物表面。當X為—OCH3和—OC2H5時,水解速度緩慢,且水解產物醇為中性物質,因此可用水為介質進行表面改性。因乙氧基的體積比甲氧基的大,乙氧基硅烷在水中的溶解度較小,所以,目前趨向採用含乙氧基類硅烷偶聯劑。除此以外,還以—OC2H4OCH3作X基團,不僅保留其水解性,而且還能提高水溶性、親水性,應用時更為方便。應用硅烷偶聯劑的方法有兩種:一是將硅烷配成水溶液,用它處理無機填料或顏料後,再與有機高聚物或樹脂混合,即預處理法;另一種方法是將硅烷與填料及有機高聚物基料混合(即遷移法)。前一種方法處理效果較好,而後一種工藝較簡單。
硅烷偶聯劑的用量與偶聯劑的品種及填料的比表面積等有關,可按下式計算:
偶聯劑的用量=填料量(g)×填料比表面積(m2/g)/單位質量偶聯劑的最小包覆面積(m2/g)。常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積見表4-3。
表4-3常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積
(據鄭水林,1995;吳森紀等,1990;略有改動)
硅烷偶聯劑可用於許多無機礦物填料或顏料的表面處理,其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等的效果最好。
2.鈦酸酯偶聯劑
鈦酸酯偶聯劑是美國Kenrich石油化學公司在20世紀70年代開發的一類新型偶聯劑,至今已有幾十個品種,是無機填料和顏料等廣泛應用的表面改性劑。
鈦酸酯偶聯劑可用通式(RO)mTi—(OX—R'—Y)n表示。
式中:1≤m≤4,m+n≤6;其中:
RO是可水解的短鏈烷氧基,能與無機物表面羥基起反應,從而達到化學偶聯的目的。m是該基團數。
Ti是偶聯劑分子的核心,—TiO—為酯基和烷基轉移和交換功能基團,是鈦酸酯的有機骨架,和聚合物羥基間進行交換,起酯基和烷基轉移反應。鈦和氧的結合鬆弛,體系中的有機酸容易游離出來作催化或緩效劑影響反應。
OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等,這些基團很重要,決定鈦酸酯所具有的特殊功能,如磺酸基賦予有機物一定的觸變性;焦磷醯氧基有阻燃、防銹和增強黏結的性能;亞磷醯氧基可提供抗氧、耐燃性能等,因此通過OX的選擇,可以使鈦酸酯兼具偶聯和其他特殊性能。
R'是長碳鏈烷基,碳數常為12~18。它和聚合物的鏈發生纏繞作用,藉助分子間的力結合在一起,從而可傳遞應力,提高沖擊強度、剪切強度和伸長率。此外,長鏈烴還可改變礦物的表面能,降低體系黏度,使高充填聚合物也能顯示出較好的熔融流動性,所以這種偶聯劑特別適用於聚烯烴之類的熱塑性樹脂。
Y為羥基、氨基、環氧基或末端氫原子等,這些活性基團連接在鈦的有機骨架上,能使偶聯劑和有機聚合物進行化學反應,通過偶聯劑使礦物和有機基體相結合。
n為官能團數目,當n>2時,為多官能團的鈦酸酯,但m+n<6。
根據分子結構及其偶聯機理,鈦酸酯偶聯劑分四種類型:單烷氧基型,單烷氧基焦磷酸酯型,螯合型和配位型。
(1)單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑
適合於不含游離水,只含化學鍵合水或物理鍵合水的乾燥填料如碳酸鈣,以及水合氧化鋁等。單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑除含三乙醇胺基(既屬單烷氧基型又屬螫合型)、焦磷酸酯基兩類外,大多耐水性差,只能在有機溶劑中溶解和包覆粉體物料。操作方法一般如下:先將單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑溶解在少量甲苯、二甲苯等烴類溶劑中,然後和粉體物料在室溫下攪拌均勻,適當升溫,在90℃左右繼續攪拌混合半小時以上,保證鈦酸酯偶聯劑與粉體表面偶聯作用。如果沒有條件加溫,偶聯作用在室溫下也能進行,只是比較緩慢,最好在室溫下攪拌2小時然後放置過夜後再使用。一般講,溶劑用量大,對粉體的包覆效果較好,但多餘的溶劑必須除去。鈦酸酯偶聯劑用溶劑稀釋十分重要,它能使偶聯劑均勻包覆在粉體的表面。在實際生產中,根據具體情況,適量加入稀釋劑,才能達到均勻包覆的目的。
(2)單烷氧基焦磷酸酯基型偶聯劑
該類偶聯劑比一般單烷氧基型鈦酸酯耐水性好,適合於含濕量較高的礦物,如陶土、滑石粉等。在單烷氧基焦磷酸酯基型鈦酸酯偶聯劑中,除單烷氧基於礦物表面的烴基反應形成偶聯劑外,焦磷酸酯基還可分解形成磷酸,結合一部分水。
(3)螯合型
螯合型鈦酸酯偶聯劑具有極好的水解穩定性,適用於高含濕量填料和含水聚合物體系,且可在高溫狀態下使用。
螯合型鈦酸酯偶聯劑耐水性好,它可以溶解在有機溶劑中包覆粉體物料,也可以在水相中包覆粉體物料。但是,螯合型鈦酸酯偶聯劑大多不溶於水。一般可以採取3種方法使它分散在水相中:a.用高速分散器使之分散於水;b.使用表面活性劑使它分散於水;c.含有磷酸基、焦磷酸基及磺酸基的螯合型鈦酸酯可用膠類試劑使之季胺鹽化後溶解於水。
(4)配位型
配位體型鈦酸酯偶聯劑是為避免四價鈦酸酯在某些體系中的副反應,如在聚酯中的脂交換反應,在環氧樹酯中與烴基反應,在氨酯中與聚醇或異氰酸酯反應等而研製的。可見它適用多種礦物和聚合物,它對礦物的作用類似單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑。
配位型鈦酸酯耐水性好。既可溶於有機溶劑後再包覆粉體物料,也可在水相中包覆粉體物料。配位型鈦酸酯大多數不溶解於水,通常使用表面活性劑、水性助溶劑使之溶解於水,或高速攪拌使其乳化分散在水中。
鈦酸酯偶聯劑的用量是要使鈦酸酯偶聯劑分子中的全部異丙氧基與無機填料或顏料表面所提供的羥基或質子發生反應,過量是沒有必要的。鈦酸酯偶聯劑的大致用量為填料或顏料用量的0.1%~3.0%左右。被處理填料或顏料的粒度越細,比表面積越大,鈦酸酯偶聯劑的用量就越大。最適當的用量可以用黏度測定法求得:高熔點的聚合物通常用低分子量的液體,如礦物油代替做模型試驗,鈦酸酯用量從填料重量的0.25%,0.5%,0.75%,1.0%,1.5%,2.0%及3.0%等做試驗,黏度下降最大點,就是較合適的鈦酸酯用量。
鈦酸酯偶聯劑在使用過程中應特別注意以下幾個問題:
1)嚴格控制使用溫度,防止鈦酸酯分解。
2)盡量避免與具有表面活性的助劑並用,因為它們會干擾鈦酸酯偶聯劑界面處的偶聯反應。如果必須使用這些助劑時,應在填料、偶聯劑和聚合物充分混合作用後再加入這些助劑。
3)加料順序應注意避免首先與酯類增塑劑接觸,以免發生酯交換反應而失效。
4)注意分散均勻。因鈦酸酯偶聯劑一般用量為0.5%~3%,不易與大量填料均勻混合,可採用適量稀釋劑及噴霧方法使其均勻分散混合。
5)注意技術結合,提高偶聯效果,如鈦酸酯與硅烷偶聯劑並用能產生協同效應。
三、表面活性劑
1.高級脂肪酸及其鹽
高級脂肪酸屬於陰離子表面活性劑,其分子通式為RCOOH。分子一端為長鏈烷基(C16~C18),其結構和聚合物相似,因而與聚合物有一定的相容性;分子一端為核基,可與無機填料或顏料表面發生物理、化學吸附作用。因此,用高級脂肪酸及其鹽,如硬脂酸處理無機填料或顏料類似偶聯劑的作用,有一定的表面處理效果,可改善無機填料或顏料與高聚物基料的親和性,提高其在高聚物基料中的分散度。此外,由於高級脂肪酸及其鹽類本身具有潤滑作用,還可使復合體系內摩擦力減小,改善復合體系的流動性能。
無機填料或顏料常用的高級脂肪酸及其金屬鹽類表面處理劑有:硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等,用量約為填料或顏料重量的0.5%~3%,使用時可直接與無機填料、顏料混合分散均勻,也可將硬脂酸稀釋後噴灑在無機填、顏料表面,攪拌均勻後再烘乾,除去水分。
2.高級胺鹽
屬於陽離子表面活性劑,其分子通式為RNH(伯胺)、R2NH(仲胺)、R3NH(叔胺)等。高級胺鹽的烷烴基與聚合物的分子結構相近,因此與高聚物基料有一定的相容性,分子另一端的氨基可與無機填料或顏料等粉體表面發生吸附作用。
非離子型表面活性劑對填充(或復合)體系的作用機理與各類偶聯劑相似。親水基因和親油基因分別與填料和高聚物基料發生相互作用,加強二者的聯系,從而提高體系的相容性和均勻性。二極性基團之間的柔性碳鏈起增塑潤滑作用,賦予體系韌性和流動性,使體系黏度下降,改善加工性能。如用高級脂肪酸聚氧乙烯醚類作處理劑對硅灰石粉進行的表面改性結果表明,改性後大大提高了硅灰石在PVC電纜中的填充性能。
除了上述表面活性劑外,磷酸酯也可用於無機粉體的表面處理,如單脂型磷酸酯用於滑石的表麵包覆處理,可改進滑石粉填料與高聚物(如聚丙烯)的界面親和性,改善其在有機高聚物基料中的分散狀態,並提高高聚物基料對填料的潤濕能力。
四、不飽和有機酸
不飽和有機酸作為無機填料的表面改性劑帶有一個或多個不飽和雙鍵及一個或多個羥基,碳原子數一般在10個以下。常見的不飽和有機酸是:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、肉桂酸、山梨酸、2-氯丙烯酸、馬來酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。一般來說,酸性越強,越容易形成離子鍵,故多選用丙烯酸和甲基丙烯酸。各種有機酸可以單獨作用,也可以混合使用。
五、有機硅
有機硅是以硅氧烷鏈為憎水基,聚氧乙烯鏈、氨基、酮基或其他極性基團為親水基的一類特殊類型的表面活性劑,俗稱硅油或硅樹脂。其主要品種有聚二甲基硅氧烷、有機基改性硅氧烷及有機硅與有機化合物的共聚物等。
六、無機表面改性劑
氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵、氧化鋁等金屬氧化物常用作沉澱法(包膜)制備雲母珠光顏料的表面改性劑;Al2O3、SiO2等常用做無機顏料的表面處理,以提高顏料的保光性、耐候性、改善著色力和遮蓋力等,如用SiO2包覆鈦白粉等。沉澱法表麵包膜工藝常用無機表面改性劑,其改性的物料(基質)一般也是無機物。
例1:雲母鐵
水解:FeCl3+3H20→Fe(OH)3+3H+
覆蓋:Fe(OH)3覆蓋在雲母的表面
焙燒:Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O→雲母鐵
例2:雲母鈦
工業生產中常用TiOSO4,TiOSO4在水解過程中,要產生一種偏鈦酸H2TiO3的物質,沉澱覆蓋在雲母鱗片上,形成一層H2TiO3均勻的薄膜,再將覆蓋有H2TiO3薄膜的雲母進行焙燒後,結晶出的TiO2晶體(金紅石型或銳鈦礦型)薄膜,形成雲母鈦珠光顏料。其反應過程為:
水解:TiOSO4+H2O(水解)→TiO2·XH2O+H2SO4
覆蓋:TiO2·XH2O(水合TiO2)覆蓋在雲母的表面
焙燒:TiO2·XH2O→TiO2結晶→雲母鈦
工藝流程見圖4-8。
圖4-8 水解塗鈦法生產珠藝雲母粉的工藝流程
七、覆膜用樹脂塗層劑
這是利用高聚物或樹脂等對粉體表面進行「覆膜」而達到表面改性的方法。如用酚醛樹脂或呋喃樹脂等塗敷石英砂以提高精細鑄造砂的黏結性能。這種塗敷後的鑄造砂既能獲得高的熔模鑄造速度,又能保持模具和模芯生產中得到高抗卷殼和抗開裂性能;用呋喃樹脂塗敷的石英砂用於油井鑽探可提高油井產量。
塗敷改性是一種對粉體表面進行簡單處理的方法。精密鑄造用的型砂可以用樹脂對原砂表面進行覆膜改性處理。根據覆膜工藝可分為冷法和熱法兩種。
1.冷法覆膜
冷法覆膜是在室溫下進行。其方法是:先將粉狀樹脂與石英砂混勻,然後加入溶劑(如工業酒精、丙酮或糠醛),溶劑加入量根據混砂機是否封閉而定。對於封閉式混砂機,酒精用量為樹脂量的40%~50%;若混砂機不能封閉,則為70%~80%。加入溶劑後繼續混合到溶劑揮發完畢,將塗覆了樹脂膜的砂經乾燥後,破碎和過篩即得覆膜砂產品。這種方法的有機溶劑耗量大,僅用於小規模生產。
2.熱法覆膜
是將砂子加熱後進行的包敷。方法是先將石英砂加熱到140~160℃,而後與樹脂在混砂機中混勻,其中樹脂用量為石英砂用量的2%~5%。這時樹脂被熱砂熔化,包覆在砂粒表面,隨溫度降低而變粘。此時加入烏洛托品水溶劑,使烏洛托品分布在砂粒表面,並使砂急冷(烏洛托品作為催化劑可在殼模形成時使樹脂固化),再加硬脂酸鈣(防止結塊)混數秒鍾後出砂,然後粉碎、過篩、冷卻後即得覆膜砂產品。此法效果較好,適合大規模生產,但工藝控制較為復雜,並需用專門的混砂設備。精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例見表4-4。
表4-4精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例
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1 乙醇 乙醛 乙酸 乙酸乙酯 乙酸丁酯 乙酸鈉 乙縮醛 乙腈
1 乙醯水楊酸 乙烯基三乙氧基硅烷 乙烯基硅油 乙醇鈉 乙炔炭黑
1 乙醇酸 一乙醇胺 乙二醛 乙二酸 乙二醇 乙二胺 乙二胺四乙酸
1 乙二胺四乙酸二鈉 乙二胺四乙酸四鈉 乙二醇丁醚 乙二醇甲醚
1 乙二醇乙醚 乙二醇乙醚醋酸酯 乙基纖維素 乙萘酚 乙醯乙酸乙酯
2 八甲基環四硅氧烷 八溴醚 丁二酸鈉 丁二酸 丁醇 丁酮 丁酸
2 丁酸乙酯 丁腈橡膠 二苯胺 二苯甲酮 二乙二醇 二丙二醇
2 二丙二醇乙醚 二丙二醇丁醚 二丙二醇甲醚 二丙酮醇 二丁酯
2 二辛酯 二甘醇 二甲胺 二甲苯 二甲基硅油 二甲基苯胺
2 二甲基甲醯胺 二甲基乙醯胺 二甲基亞碸 二甲醚 二硫化鉬
2 二硫化鉬 二氯甲烷 二氯乙烷 二氯丙烷 二氯乙氰尿酸鈉
2 二茂鐵 二鹽 二氧化氯 二氧化硅 二氧化錳 二氧化硒 二氧化錫
2 二氧化鉛 二氧化鋯 二乙醇胺 二乙二醇丁醚 二乙二醇乙醚
2 二乙二醇甲醚 二乙烯三胺 二月桂酸二丁基錫 二萘酚
2 十二烷基硫酸鈉 十二烷基苯磺酸鈉 十二羥基硬脂酸 十溴聯苯醚
2 十八醇 十八烯酸 十二醇 十二叔胺 十六叔胺 十八叔胺
3 大紅粉 大蘇打 乾冰 乾酪素 乾燥劑 干強劑 工程塑料 工業萘
3 工業鹽 已二胺 已二酸 已二酸二辛酯 已酸乙酯 馬日夫鹽
3 三醋酸甘油酯 三甘醇 三聚磷酸鋁 三聚磷酸鈉 三聚氰胺
3 三氯化鐵 三氯化鋁 三氯甲烷 三氯乙烷 三氯乙烯
3 三氯乙氰尿酸鈉 三鹽 三氧化二銻 三乙醇胺 三乙胺
3 三乙烯二胺 三乙烯四胺 三元乙丙膠 三羥甲基丙烷 山梨醇
3 山梨酸鉀 山嵛酸 小蘇打
4 巴西棕櫚蠟 不飽和聚酯樹脂 分散劑 分子篩 分散染料
4 分散松香膠 化學試劑 六次甲基四胺 六甲基二硅氮烷
4 六偏磷酸鈉 六氯乙烷 木村防腐劑 木質素磺酸鈣 木質素磺酸鈉
4 木糖醇 片鹼 壬二酸 壬基酚聚氧乙烯醚 日落黃 雙酚A
4 雙氰胺 雙氧水 雙飛粉 雙甲酯 雙硬脂酸鋁 水玻璃 水合肼
4 水合聯胺 水楊酸 水楊酸鈉 水楊酸甲酯 水處理原料 水化白油
4 水晶膠 水性色漿 水溶性樹脂 太古油 天然乳膠 天然脂肪醇
4 無色鈷 無機原料 烏洛托品 五氧化二釩 五氧化二磷 五氯酚鈉
4 元明粉 月桂酸 雲母粉 中鉻黃 勻染劑
5 瓜爾膠 白炭黑 白油 白乳膠 丙二醇 丙二醇丁醚 丙二醇甲醚
5 丙二醇乙醚 丙二醇甲醚醋酸酯 丙二酸 丙炔醇 丙三醇 丙酸鈣
5 丙酸 丙酮 丙烯酸 丙烯腈 丙烯酸乙酯 丙烯酸甲酯
5 丙烯酸異辛酯 丙烯酸羥乙酯 丙烯酸羥丙酯 丙烯醯胺 布羅波爾
5 電木粉 電鍍添加劑 電鍍光亮劑 電鍍原料 冬青油 對氨基苯磺酸
5 對苯二酚 對苯二甲酸 對苯二甲酸二甲酯 對苯二甲酸二辛酯
5 對甲苯磺酸 對甲苯磺酸鈉 對硝基苯酚 發泡劑AC 發泡調節劑
5 發蘭液 甘油 甘氨酸 甘寶素 甘露醇 古馬隆 加脂劑 甲苯
5 甲苯胺紅 甲醇 甲醇鈉 甲醛 甲酸 甲酮 甲醯胺 甲酸鈉
5 甲酸鈣 甲基丙烯酸 甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸丁酯
5 甲基丙烯酸羥丙酯 甲基丙烯酸羥乙酯 甲基硅醇鈉 甲基硅油
5 甲基三乙氧基硅烷 甲基纖維素 甲基異丁基甲酮 甲基吡咯烷酮
5 甲硼氫 立德粉 立索爾犬紅 立索爾寶紅 尼泊金乙酯
5 尼泊金甲酯 尼泊金丙酯 尼泊金丁酯 尼龍 平平加 卡松
5 石蠟 石墨粉 石英砂 石英粉 石膏粉 石油醚 石油助劑
5 石油樹脂 石油磺酸鈉 石油磺酸鋇 石棉粉 石棉絨 司盤
5 四氯化碳 四氯乙烯 四甲氧基硅烷 四氫呋喃 四氫噻吩
5 四溴雙酚A 戊二醛 永固顏料 玉米澱粉 正硅酸乙酯 正已烷
5 正辛醇 正鈦酸丁酯 正丁醇
6 冰醋酸 冰晶石 冰片 冰乙酸 成膜助劑 蟲膠片 次磷酸鈉
6 次亞磷酸鈉 次亞硫酸鈉 次氯酸鈉 導熱油 低壓聚乙烯 地蠟
6 地板蠟 吊白塊 多聚甲醛 多聚磷酸鈉 多聚磷酸鋅 多乙烯多胺
6 防老劑 防水劑 防水塗料 防水油膏 防火塗料 防銹劑 防銹油
6 防腐劑 防霉劑 防凍劑 防結皮劑 防黃硅油 防焦劑 防染鹽
6 仿瓷粉 光亮劑 光穩定劑 光引發劑 過硫酸鈉 過硫酸鉀
6 過硫酸銨 過硼酸鈉 過碳酸鈉 過氧化苯甲醯 過氧化環已酮
6 過氧化甲乙酮 過氧化鈉 過氧化鈣 過氧化氫 過氧化二異丙苯
6 過氧乙酸 色漿(各種顏色) 色糊 紅丹 紅礬鉀 紅礬鈉 紅礬銨
6 紅火漆 華蘭 灰鈣粉 交聯劑 擴散劑 列克鈉膠 嗎啉
6 農葯乳化劑 色素炭黑 殺菌劑 吐溫 纖維素 纖維素酶
6 亞硫酸鈉 亞硝酸鈉 亞硝酸鉀 亞氯酸鈉 亞硫酸氫鈉
6 亞硫酸氫鉀 亞磷酸三酯 亞麻油 亞硒酸鈉 亞甲基雙丙烯醯胺
6 陰離子樹脂
6 陽離子樹脂 羊毛脂 異丙醇 異丙胺 異VC鈉 異丁醇 異丁醛
6 異佛爾酮 異辛酸鈷 異辛酸錳 異辛酸鉀 異辛酸鈣 異辛酸鉛
6 異辛酸鋁 異辛酸鋅 異辛醇 異戊醇 早強劑 仲丁醇 仲辛醇
6 有機玻璃 有機膨潤土 有機錫 有機硅防水劑 有機硅消泡劑
6 有機原料 再生膠
7 赤磷 赤血鹽鈉 赤血鹽鉀 純苯 純丙乳液 純吡啶 芳烴溶劑油
7 純鹼 純丙乳液 紡織助劑 印染原料 乳膠漆原料 肝素鈉吸附樹脂
7 汞 花生油酸 還原鐵粉 還原劑 還原染料 間苯二酚 間苯二甲酸
7 間對甲酚 間甲酚 間二甲苯 芥酸 芥酸醯胺 抗氧劑 抗靜電劑
7 瀝青 鄰苯二甲酸二丁酯 鄰苯二甲酸二辛酯 鄰二氯苯 鹵片
7 瑪瑙樹脂 瑪瑙粉 沒食子酸 尿素 拋光膏 拋光水 吸水樹脂
7 辛醇 辛酸亞錫 楊梅栲膠 皂基 皂片 助焊劑 助留劑 阻燃劑
7 阻垢劑 苄叉丙酮 呋喃樹脂 吡啶
8 苯胺 苯丙乳液 苯酚 苯甲醇 苯甲醛 苯甲酸鈉 苯甲酸
8 苯甲酸銨 苯甲酸乙酯 苯甲酸苄酯 苯甲溴銨 苯乙烯 苯乙酮
8 苯扎氯銨 苯扎溴銨 苯酐 表面活性劑 表面活性劑 單甘酯
8 單寧酸 沸石粉 固化劑 固色劑 環已酮 環已烷 環烷酸
8 環烷油 環烷酸鈷 環烷酸鉛 環烷酸鋅 環烷酸錳 環烷酸銅
8 環氧樹脂 環氧固化劑 環氧丙烷 環氧大豆油 環氧氯丙烷
8 環丁碸 季戊四醇 降阻劑 降失水劑 金剛砂 金屬清洗劑
8 凈水劑 凈洗劑 凱松 拉開粉 明膠 明礬 乳化劑 乳化硅油
8 乳酸 乳酸鈉 乳酸亞鐵 乳酸鈣 乳酸乙酯 乳糖 泡柔劑
8 蘋果酸 若丁 叔丁醇 叔丁基過氧化氫 松香 松香膠 松油醇
8 松焦油 松節油 夜光粉 油酸 油酸醯胺 直接染料 油溶顏料
8 油漆原料 建築原料
9 玻璃原料 保溫塗料 保險粉 泵送劑 變性澱粉 變壓器油
9 標膠 煙膠 玻璃珠 玻纖布 草酸 草酸鈉 草酸鉀 草酸鈷
9 除垢劑 除銹劑 除油劑 促進劑 氫氟酸 氟硅酸 氟硅酸鈉
9 氟硅酸鉀 氟化鈣 氟化鉀 氟化鋁 氟化銨 氟化氫銨
9 氟化氫鈉 氟化鎳 氟化聚乙烯 氟化鈉 氟里昂 氟硼酸
9 氟硼酸鈉 氟硼酸鉀 氟硼酸鉛 氟硼酸亞錫 氟橡膠 氟鋯酸鉀
9 氟鋯酸銨 復合穩定劑 骨膠 癸二酸 癸二酸二辛酯 活性炭
9 活化劑 活性白土 活性染料 鈉基膨潤土 耐火材料 耐曬染料
9 耐酸水泥 耐酸樹脂 檸檬酸 檸檬酸鈉 檸檬酸銨 檸檬酸鉀
9 檸檬酸亞錫二鈉
9 氫氧化鈉 氫氧化鉀 氫氧化鋁 氫氧化鋇 氫氧化鈣 氫氧化鎂
9 氫氧化鋰 氫氧化鍶 氫氧化鈰 氫氧化亞鎳 氫溴酸 氫氟酸
9 單水氫氧化鋰 葯用硼砂
9 染料 柔軟劑 柔軟片 樹脂 順丁橡膠 順酐 炭黑 鎢酸鈉
9 香蕉水 香精 香蘭素 熒光粉 熒光增白劑 珍珠岩 重鉻酸鉀
9 重鉻酸鈉 重鉻酸銨 咪唑啉 鈦白粉 鈦酸酯偶聯劑
10 氨基硅油 氨基磺酸 氨基磺酸鎳 氨基三甲叉膦酸 氨基樹脂
10 氨基乙酸 氨三乙酸 氨水 高苯橡膠 高嶺土 高錳酸鉀
10 高氯化聚乙烯樹脂 高壓聚乙烯 海藻酸鈉 海泡石 海綿鎘
10 鉀明礬 膠體石墨 膠衣樹脂 酒精 酒石酸 酒石酸鈉
10 酒石酸鉀 酒石酸鉀鈉 0酒石酸氫鉀 酒石酸銻鉀 絹白粉
10 絹雲母 流平劑 破乳劑 破碎劑 鉛粉 潤滑劑 潤濕劑
10 燒鹼 速凝劑 桃膠 陶土 鐵粉 鐵紅 鐵黃 特白粉
10 桐油 透明紅 消光粉 消泡劑 氧化鋁 氧化鈣 氧化鉻綠
10 氧化聚乙烯 氧化鐵紅 氧化鎂 氧化鋅 氧化銻 氧化鉛
10 氧化銅 氧化亞鎳 氧化亞錫 氧化鈷 氧化鈰 氧化鋰
10 氧化銨 造紙助劑 陶瓷原料 造紙原料 脂肪醇聚氧乙烯醚
10 珠光粉 珠光漿 栲膠 鉬鉻紅 鉬酸鈉 鉬酸銨 鉬酸鋰 氧化鋅
11 蛋白酶 澱粉酶 堵漏劑 酚醛樹脂 鉻粉 鉻酸鉀 鉻酸鈉
11 鉻酸酐 鉻霧抑制劑 硅油50-10000 硅灰石粉 硅膠 硅溶膠
11 硅烷偶聯劑 硅樹脂 硅酸鈉 硅酸乙酯 硅酸鋯 硅酮 硅酸鋁
11 硅酸鉀 硅微粉 硅橡膠 硅脂 硅藻土 黃丹東 黃糊精
11 黃血鹽鉀 黃血鹽鈉 黃原膠 黃葯 混丙醇 混丁醇 混合醇
11 減水劑 鋁粉 偏硅酸鈉 偏釩酸鈉 偏釩酸銨 偏硼酸鈉
11 鋁銀漿 鋁銀粉 鋁鎂合金粉 鋁酸酯偶聯劑 清洗劑 深鉻黃
11 滲透劑T(JFC.等) 酞菁蘭 酞菁綠 銅金粉 甜菜鹼 甜蜜素
11 脫硫劑 脫墨劑 脫氧劑 脫漆劑 脫脂劑 維生素C 硒粉
11 維生素A 維生素B 維生素D 維生素E 維生素B1
11 液鹼 液體石蠟 螢光增白劑 螢石粉 萜烯樹脂 脲醛膠
11 喹啉 羥乙基纖維素 羥基乙叉二磷酸 羥乙基纖維素 銨明礬
11 粘合劑 維生素C
12 氮酮 氮化硼 氮化鈦 道路劑 短切氈 富馬酸 富馬酸二甲酯
12 鍋爐除垢劑 鍋爐清灰劑 滑石粉 緩凝減水劑 緩蝕阻垢劑
12 焦磷酸鉀 焦磷酸銅 焦磷酸鎳 焦磷酸鈉 焦亞硫酸鈉 聯苯胺黃
12 硫代硫酸鈉 硫化鋇 硫化黑 硫化劑 硫化鹼 硫化鈉
12 硫化銻 硫化鎘 硫化亞鐵 硫酸 硫磺粉 硫磺片 硫氫化鈉
12 硫氰酸鈉 硫氰酸鉀 硫氰酸銨 硫酸鋇 硫酸鉀 硫酸鋁
12 硫酸鈉 硫酸鈣 硫酸鎂 硫酸錳 硫酸鐵 硫酸鈷 硫酸銨
12 硫酸氫鈉 硫酸氫鉀 硫酸亞鐵 硫酸亞錫 硫酸鎘 硫酸銅
12 硫酸鎳 硫酸鋅 硫脲 氯丁膠 氯丁橡膠 氯丁膠乳 氯仿
12 氯化苯 氯化鉻 氯化聚乙烯 氯化鋁 氯化鎂 氯化鈉 氯化鎳
12 氯化錳 氯化銅 氯化亞銅 氯化亞錫 氯化亞碸 氯化橡膠
12 氯化鈷 氯化鈀 氯化苄 氯化鍶 氯化銀 氯化鈰
12 氯化鈣 氯化鋇 氯化鉀 氯化石蠟 氯化鋅 氯乙酸
12 氯磺化聚乙烯 氯酸鈉 氯酸鉀 氯化銨 葡萄糖 葡萄糖酸鈣
12 葡萄糖酸鈉 葡萄糖酸鋅 葡萄糖酸鎂 葡萄糖酸鉀 濕強劑
12 硝化棉 硝酸鈉 硝酸鉀 硝酸鋇 硝酸鉻 硝酸鎂 硝酸鋁
12 硝酸錳 硝酸鈣 硝酸鋅 硝酸銅 硝酸鎳 硝酸鐵 硝酸鉛
12 硝酸銀 硝酸銨 硝酸鈷 硝酸鍶 硝基甲烷 鋅粉 鋅錠
12 硬脂酸 硬脂酸醯胺 硬脂酸鋇 硬脂酸鋅 硬脂酸鋁 硬脂酸鉛
12 硬脂酸鈉 硬脂酸鈣 硬脂酸鎂 硬脂酸鎘 硬脂酸丁酯 植酸
12 植物油酸 紫處線吸收劑 棕櫚蠟 棕櫚油 棕櫚酸異辛酯
12 鑄石粉 鋰基脂 鋯英 鋯英粉 鋯英砂
13 碘 碘化鉀 碘化鈉 碘化汞 碘化銀 碘酸鉀 蜂蠟 賴氨酸
13 錨固劑 煤油 煤焦油 錳粉 催化劑 蓖麻油 硼砂 硼酸
13 硼酸鋅 硼氫化鉀 硼氫化鈉 塑料增白劑 塑料顏料 微晶蠟
13 微晶纖維素 錫粉 錫酸鈉 新潔爾滅 新戊二醇 絮凝劑
13 蒸餾水 蒽昆 溴素 溴化鈉 溴化鉀 溴化銨 溴化鋰 溴酸鉀
13 溴酸鈉 溴氫酸 溴乙烷 微沫劑 群青 溶劑油 羧甲基澱粉
13 羧丙基甲基纖維素 羧甲基纖維素素 聚氨酯發泡料 聚丙烯醯胺
14 聚氨酯 聚丙烯 聚丙烯酸 聚丙烯酸鈉 聚丙烯酸鉀
14 聚丙烯酸樹脂 聚甲醛 聚乙烯 聚苯乙烯 聚磷酸銨
14 聚氯乙烯樹脂 聚四氟乙烯 聚碳酸酯 聚酯切片 聚酯薄膜
14 聚酯樹脂 聚維酮碘 聚醯胺樹脂 聚醚 聚乙二醇 聚乙烯醇
14 聚乙烯蠟 聚乙烯醇縮丁醛 腐植酸鈉 腐植酸鉀 鍍鋅添加劑
14 鍍鋅光亮劑 鍍鎳光亮劑 鍍銅光亮劑 褐煤蠟 鹼性染料
14 鹼性玫瑰精 精甲醇 精奈 精碘 模具硅橡膠 模具膠 精煉劑
14 鎂粉 碳酸鈉 碳酸氫鈉 碳酸氫鉀 碳酸氫銨 碳酸鉀 碳酸鋇
14 碳酸鈣 碳酸鎂 碳酸錳 碳酸鋅 碳酸鋰 碳酸銅 碳酸鎳
14 碳酸鈷 碳酸鈰 碳酸鍶 碳纖維 穩定劑 酸性染料 漂粉精
14 漂白粉
15 醋酸 醋酸鋇 醋酸鈉 醋酸鉀 醋酸鎂 醋酸鉻 醋酸鎳
15 醋酸銅 醋酸銨 醋酸鉛 醋酸鋅 醋酸鈷 醋酸甲酯 醋酸丁脂
15 醋酸乙烯 醋酸乙酯 醋酸正丙酯 醋酸異辛酯 醋丙膠乳
15 醋酸丁酸纖維素 醇酸樹脂 糊精 黃糊精 鎳板 鎳粉
15 橡膠原料 橡膠大紅 橡宛栲膠 顏料 鎘紅 鎘黃 樟腦
15 樟腦粉 醇酯12 增稠劑 增塑劑 增亮劑 增粘劑 增強劑
15 增白劑
16 薄荷腦 薄荷油 磺化酚醛樹脂 磺化單寧 磺化褐煤 磺化煤
16 磺基水楊酸 磺化油 磺酸鈉 磺葯 磺酸 霍霍巴油 膨潤土
16 膨化劑 膨脹石墨 膨脹止水條 膨脹劑 糖鈣 糖醛 糖精
17 糠醛 糠醇 磷酸 磷化液 磷化粉 磷化表調劑 磷酸鈣
17 磷酸鈉 磷酸鋁 磷酸三鈉 磷酸三鉀 磷酸二氫鈉 磷酸二氫鉀
17 磷酸二氫鈣 磷酸二氫鋁 磷酸二氫鎂 磷酸二氫鋅 磷酸二氫銨
17 磷酸氫二鈉 磷酸氫二鉀 磷酸氫二銨 磷酸氫二鋅 磷酸氫二鈣
17 磷酸氫鈣 磷酸氫鎂 磷酸一銨 磷酸二銨 磷酸脲 磷鉻酸鋅
17 磷酸鋅 磷酸三乙酯 磷酸三甲酚酯 磷酸三苯酯 磷酸三甲苯酯
17 磷酸三氯乙酯 磷酸乙酯 磷酸三丁脂
Ⅳ 有機硅是什麼主要應用在哪裡用什麼作用回答請詳細一點,謝謝
該按照結構分類的,比如硅烷,硅氧烷,硅氮烷等等的,我搜索的大部分的分類都是及其片面的。我寫這篇的主要目的是一個簡單介紹,分類也是按照目前行業的,盡量少涉及太專業的知識,主要談的還是一些直觀的生活中可以接觸到的,一般的學過虎穴的都可以看懂的東西。本文主要涉及的是硅氧烷,不涉及復雜的特殊品種以及軍工產品,也不涉及特殊的產品,如耐高低溫之類的。本文屬於自己整理,轉載請註明出處。
有機硅的性能
有機硅產品的基本結構單元是由硅-氧鏈節構成的,側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此,在有機硅產品的結構中既含有"有機基團",又含有"無機結構",這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能於一身。與其他高分子材料相比,有機硅產品的最突出性能是:
1.耐溫特性
有機硅產品是以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結構的,C-C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子,Si-O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子,所以有機硅產品的熱穩定性高,高溫下(或輻射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能,隨溫度的變化都很小。
2.耐候性
有機硅產品的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。
3.電氣絕緣性能
有機硅產品都具有良好的電絕緣性能,其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數和表面電阻系數等均在絕緣材料中名列前茅,而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此,它們是一種穩定的電絕緣材料,被廣泛應用於電子、電氣工業上。有機硅除了具有優良的耐熱性外,還具有優異的拒水性,這是電氣設備在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。
4.生理惰性
聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化,與動物體無排異反應,並具有較好的抗凝血性能。
5.低表面張力和低表面能
有機硅的主鏈十分柔順,其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氫化合物粘度低,表面張力弱,表面能小,成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。
有機硅主要產品
目前有機硅產品繁多,品種牌號多達萬余種,常用的就有4000餘種,大致可分為原料、中間體、產品及製品三大類
1. 有機硅單體:主要指有機氯硅烷等合成有機硅高聚物的單體,如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。
2. 有機硅中間體:主要指線狀或環狀體的硅氧烷低聚物,如六甲基二硅氧烷(MM)、八甲基環四硅氧烷(D4)、二甲基環硅氧烷混合物(DMC)等。
3. 有機硅產品及製品:由中間體通過聚合反應,並添加各類無機填料或改性助劑製得有機硅產品。主要有硅橡膠(高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠)、硅油及二次加工品、硅樹脂及硅烷偶聯劑四大類。硅橡膠再通過模壓、擠出等硫化成型工藝,製得導電按鍵、密封圈、泳帽等最終直接用品。
單體和中間體屬於專業的級別,再這里主要是討論下游與日常生活相關的一些東西,主要是硅橡膠,硅凝膠,硅樹脂,硅油及其二次加工產品,有機硅改性助劑以及乳化硅油和改性有機硅產品等。我們在這里僅僅做簡單介紹,詳細的資料見於各個分別的門類介紹。
有機硅的應用
由於有機硅具有優異的性能,因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用於國民經濟各部門,其應用范圍已擴大到:建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫葯醫療等等。
1. 硅油及其衍生物的主要應用為:脫膜劑、減震油、介電油、液壓油、熱傳遞油、擴散泵油、消泡劑、潤滑劑、疏水劑、油漆添加劑、拋光劑、化妝品和日常生活用品添加劑、表面活性劑、顆粒和纖維處理劑、硅脂、絮凝劑。
2. 硅橡膠分為室溫硫化硅橡膠和高溫硫化硅橡膠。前者主要應用於:密封劑、粘合劑、保形塗料、墊片、泡沫橡膠、模壓部件、封裝材料、電氣絕緣、玻璃裝配、醫療植入物、外科手術輔助材料、制模材料;後者主要應用於:管材和軟管、帶材、電線電纜絕緣材料、外科手術輔助材料、阻燃橡膠件、穿透密封材料、模壓部件、壓花輥筒、汽車點火電纜和火花塞罩、擠壓部件、醫療植入物、層壓製品、導電橡膠、纖維塗料、泡沫橡膠。
3. 硅樹脂的主要應用有:清漆、絕緣漆、模塑化合物、保護塗料、封裝材料、接合塗料、壓敏膠、層壓樹脂、脫膜 劑、粘合劑、磚石防水劑。
4. 硅烷偶聯劑主要應用於油漆、塑料橡膠加工、粘合劑。
有機硅不僅可以作為一種基礎材料、結構材料在一些大工業中大量應用,而且可以作為補助劑或輔助材料與其它材料共用或改善其他材料的的工藝性能。
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Ⅳ 硅的用途頭哪些
目前有機硅產品繁多,品種牌號多達萬種,常用的就有4000餘種,大致可分為原料、中間體、產品及製品三大類:1有機硅單體:主要指有機氯硅烷等合成有機硅高聚物的單體,如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。2有機硅中間體:主要指線狀或環狀體的硅氧烷低聚物,如六甲基二硅氧烷(MM)、八甲基環四硅氧烷(D4)、二甲基環硅氧烷混合物(DMC)等。3有機硅產品及製品:由中間體通過聚合反應,並添加各類無機填料或改性助劑製得有機硅產品。主要有硅橡膠(高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠)、硅油及二次加工品、硅樹脂及硅烷偶聯劑四大類。硅橡膠再通過模壓、擠出等硫化成型工藝,製得導電按鍵、密封圈、泳帽等最終直接用品。一、有機硅單體盡管有機硅品種繁多,但其起始生產原料僅限於為數不多的幾種有機硅單體,其中占絕對量的是二甲基二氯硅烷,其次有苯基氯硅烷,前者用量占整個單體總量的90%以上。此外,三甲基氯硅烷、乙基及丙基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等等,也是生產某些品種不可或缺的原料。有機氯硅烷(甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷)是整個有機硅工業的基礎,而甲基氯硅烷則是有機硅工業的支柱。大部分有機硅聚合物是通過二甲基二氯硅烷為原料製得的聚二甲基硅氧烷為基礎聚合物,再引入其他基團如苯基、乙烯基、氯苯基、氟烷基等,以適應特殊需要。甲基氯硅烷生產流程長、技術難度大,屬技術密集、資本密集型產業,所以國外各大公司都是基礎廠規模化集中建設,而後加工產品則按用途、市場情況分散布點。二、有機硅中間體有機硅單體通過水解(或醇解)以及裂解製得各種不同的有機硅中間體,有機硅中間體是合成硅橡膠、硅油、硅樹脂的直接原料,包括六甲基二硅氧烷(MM)、六甲基環三硅氧烷(D3)、八甲基環四硅氧烷(D4)、二甲基環硅氧烷混合物(DMC)等線狀或環狀硅氧烷系列低聚物。三、硅橡膠硅橡膠是有機硅聚合物中的重要產品之一,在所有橡膠中,硅橡膠具有最廣的工作溫度范圍(–100~350℃),耐高低溫性能優異。硅橡膠按其硫化機理可分為有機過氧化物引發自由基交聯型(熱硫化型)、縮聚反應型(室溫硫化型)和加成反應型三大類。
Ⅵ 硅橡膠的硅橡膠的用量
據中國汽車工業協會統計,2012年,汽車產銷分別達到1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比分別增長4.63%和4.33%,汽車工業硅橡膠的用量約達2.0萬t。根據觀研天下的最新研究,增加有機硅材料在汽車零部件方面的用量,可以大幅度提高汽車的安全性能,因此,汽車產量和單車用量水平的提高都將推動汽車工業對硅橡膠需求的增加。國家鼓勵自主品牌的汽車發展,關鍵汽車零部件實現自主化,《2012年度黨政機關公務用車選用車型目錄(徵求意見稿)》為自主品牌擴大在政府采購的市場份額,為改變目前國內政府采購以合資品牌產品為主的局面提供了保障。促進自主品牌發展,國產汽車業的繁榮將為汽車膠的應用提供有力保障。預測未來3年,我國室溫硫化硅橡膠在汽車行業將以年均20%增長。
此外,硅橡膠是最重要的非石油基合成橡膠,約占非石油基合成橡膠消費量的98%。但因為石油價格的大幅上漲,同時我國在硅橡膠的關鍵原料有機硅單體的生產技術方面取得突破,有機硅單體的生產技術在2005年前被幾家跨國公司壟斷,但目前我國已發展成為全球有機硅單體第1大國,這2個方面原因使硅橡膠的價格從2011年起開始低於石油基合成橡膠,僅約為大宗石油基橡膠的80%~90%,成為最廉價的合成橡膠,並開始大規模替代石油基合成橡膠。這將極大拓展有機硅產業的市場空間,同時將帶動硅油、硅烷偶聯劑和硅樹脂等其他有機硅產品的消費。
Ⅶ 請問四甲基環四硅氧烷的用途是什麼
D4H四甲基環四硅氧烷是一種含硅-氫鍵的活性硅氧烷,能與不飽和烯烴發生加成反應。可用於制備各種特定含氫量和所需鏈節數的聚甲基氫硅氧烷及官能團改性的聚硅氧烷;用於合成室溫硫化硅橡膠、加成型液體硅橡膠的特殊交聯劑;合成側鏈聚硅氧烷液晶高分子及各種功能性的側鏈改性硅油。高純度的還可以用於電子行業上作為等離子氣相沉積的前驅體,形成二氧化硅、碳化硅絕緣薄膜.用來合成有機硅中間體及高分子化合物提供活性交聯點之用,是制備硅橡膠不可缺少的原料之一。
Ⅷ 關於硅烷偶聯劑907異氰酸丙基三乙氧基硅烷
本化合物是略帶刺激性氣味的無色或淺黃色液體,它是含異氰酸基團的硅烷偶聯劑,可大幅度提高組分間的粘接力,異氰酸基團非常容易和有機聚合體的活性氫發生反應。例如:羥基、胺基、巰基等,可增強有機硅功能聚合體在潮濕狀態下的自愈性及與無機材料的粘接力,提高硅樹脂的粘接力,改善對氟材料的粘接力,有機聚合物中加入該產品即可實現化學改性,如甲硅烷基交聯氟樹脂的改性劑。 本化合物處理無機﹑有機及金屬材料表面,賦予它們對異種材料間的良好黏接性,達以提高材製品的綜合性能。本化合物也可製取其他的硅烷偶聯劑,該產品能跟胺、疊氮化氫及磷酸酯等反應,可相應獲得含脲基、疊氮基及磷酸酯的硅烷偶聯劑。 本化合物作為室溫硫化硅橡膠增粘劑,在脫醇型單組分室溫硫化硅橡膠膠料中,只需加入該產品的0.5%(按基礎聚合物質量計),從而達到提高硅橡膠的附著力,所得膠料即可對玻璃、鋁板等獲得良好的黏接性。 本化合物除了具有異氰酸基的反應特性外,還有優良的介電性能,無毒、無腐蝕性及能顯著改進聚硅氧烷的粘接性等特點,主要用於烷氧硅基交聯、烷氧硅基交聯的氟樹脂液的改性劑,提高硅橡膠對各種基材的粘接性,作為聚氨酯塗料、膠粘劑、密封材料的添加劑,還可用作含有羥基樹脂(如丙烯酸樹脂,PVA,聚酯等)的改性劑。 本化合物作用於塗料或者氨基樹脂,或者聚氨酯樹脂,或者丙烯酸樹脂中,能夠大幅提高產品對於傳統底材比如玻璃等的黏附力,同時對於非傳統底材比如尼龍、塑料等也具有高強黏附作用。 本化合物用於塗料,還能同提高顏料的分散性,耐候性耐擦洗性等。