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- 2020-04-29 06:21:58
钛酸酯偶联剂作用机理
钛酸酯偶联剂的作用机理较为复杂,但它的多功能性与一剂多用的特征十分引人注目。
单烷氧基焦璘酸酯型偶联剂
该类偶联剂适合于含湿量较高的填料体系,如陶土、滑石粉、高岭土等。
在这些体系中,除单烷氧基与填料表面的羟基反应形成偶联外,焦璘酸酯基还可分解形成璘酸酯基,结合一部分水。
这类偶联剂的典型品种是三(二辛基焦磷酰氧基)太酸异丙酯(TTOPP-38)。
钛系偶联剂能改善复合材料的力学性能,特别是改善柔韧性、冲击强度。如聚丙希中填充70%CaCO3加入钛系偶联剂(TTS)后,130钛酸酯偶联剂,冲击强度提高到原来的7.5倍,熔融流动和未填充的体系接近。
钛系偶联剂可促进粘结,水性钛酸酯偶联剂,得到优良的粘接力。如在天然橡胶填料中,加1%KR一44与聚氨酯粘接,NDZ-201钛酸酯偶联剂,粘接力超过好的产品27%。可提高化学活性,促进固化。如用TTS处理偶淡甲酸胺发泡剂,在190℃使发气量从182米3/克增至298米3/克。可提高涂料的耐化学腐蚀性。用赘合型焦磷酸钛酸酯处理的二氧化硅新涂层,经370小时才损坏。含有临酸酯的钛偶联剂还具有阻燃性。还可保护无机物性能稳定性,防止吸潮。在某些体系中要求无机填料含湿量低,如在Hypalon橡胶中水起不利的催化作用,氧化铁中存在的潮气将引起早期固化。而用钛偶联剂处理后,暴露于100%相对湿度下两天,氧化铁仅吸潮0.14%,而未经处理的氧化铁在同样条件下吸潮达2-3%。
钛系偶联剂功能
众所周知,四价碳原子构筑了生命的基础。化学家们联想到四价钛所具有的多种特征,巧妙地设计了含多官能度的钛酸酯,其通式为:(R1O)mTi-(OX-R2-Y)n,企图作为联结无机填料同有机聚合物的分子桥。如图1所示:它的一端(R1O)m二与无机物的表面水和自由质子氢(H十)作用,形成包围无机物的单分子层,从而造成了无机填料和有机聚合物之间表面能的新变化,其结果,体系的粘度大大降低。例如:在聚本乙烯中填充50%CaCO3,攀枝花钛酸酯偶联剂,熔融流动为0.36,加入了钛酸酯偶联剂后,其熔融流动增至1.17。
由于无机填料表面水的存在状态、湿度的差异以及体系的不同,与之相应的(R,0)二和作用机理也有很大悬殊。