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偶聯(lián)劑的作用機(jī)理圖解

我們以圖解的方式來(lái)介紹不同的偶聯(lián)劑產(chǎn)品在不同體系中的作用機(jī)理,和作用效果,希望通過(guò)的機(jī)理的了解能夠使我們更加方便的選擇到合適的偶聯(lián)劑。

一、鈦酸酯偶聯(lián)劑的分類(lèi)
根據(jù)偶聯(lián)劑的不同親水親油官能團(tuán),可以將鈦酸酯偶聯(lián)劑分以下為四類(lèi):

1.單烷氧基型
含有異丙氧基這類(lèi)產(chǎn)品耐水性差,主要適用于干燥的顏、填料的處理表面處理,典型代表偶聯(lián)劑TC-F

2.單烷氧基焦磷酸酯型
適合于含濕量較高的填充體系,如陶土、滑石等。在這些體系中,除單烷氧基與填充劑表面的羥基反應(yīng)形成偶聯(lián)外,焦磷酸酯基還可以分解形成磷酸酯基,對(duì)應(yīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-27,TC-114

3.配位型
在通常的四烷基鈦酸酯上附加了亞磷酸酯從而在改進(jìn)耐水性的同時(shí),又能產(chǎn)生含磷化合物的功能

4.螫合型
含有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基,這類(lèi)產(chǎn)品耐水性好,適用于高含水量顏、填料的處理,或在水性涂料中直接使用,改類(lèi)偶聯(lián)劑的典型代表為鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-WT ;

二、 鈦酸酯偶聯(lián)劑的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)

1. 單烷氧基型(焦磷酸酯型):
含有異丙氧基的產(chǎn)品,這類(lèi)產(chǎn)品耐水性差,主要適用于干燥的顏、填料的處理表面處理,在溶劑型涂料中使用的代表化學(xué)式如下:

i-單烷氧脂肪酸酯型 單烷氧基脂肪酸型偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式
ii-單烷氧磷酸酯型 磷酸酯型偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式
iii-單烷氧焦磷酸酯型 焦磷酸酯結(jié)構(gòu)式

2. 螯合型
有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的產(chǎn)品,這類(lèi)產(chǎn)品耐水性好,適用于高含水量顏、填料的處理,或在水性涂料中直接使用,代表產(chǎn)品化學(xué)式如下:

氧乙酸螯合型 螯合型鈦酸酯結(jié)構(gòu)式
乙二醇螯合型 螯合型偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式

3. 配位型:

是一種在通常的四烷基鈦酸酯上附加了亞磷酸酯從而在改進(jìn)耐水性的同時(shí),又能產(chǎn)生含磷化合物的功能性產(chǎn)品。代表性產(chǎn)品化學(xué)式如下:

配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式

三、 偶聯(lián)劑的作用機(jī)理圖示

1. 單烷氧基型:
單烷氧基鈦酸酯在無(wú)機(jī)粉末和基體樹(shù)脂的界面上產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。一般認(rèn)為只有一個(gè)異丙氧基是與無(wú)機(jī)物表面羥基偶聯(lián)的水解基團(tuán),因此可以在無(wú)機(jī)顏、填料的表面形成單分子層。在界面上不存在多分子膜

預(yù)處理前
處理后
無(wú)機(jī)物
樹(shù)脂中分散效果
單烷氧基型偶聯(lián)劑作用機(jī)理
圖1 單烷氧基鈦酸酯對(duì)無(wú)機(jī)物表面偶聯(lián)機(jī)理

依然具有鈦酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu),在過(guò)剩的偶聯(lián)劑存在下,使表面能變化,粘度大幅度降低。在基體樹(shù)脂相由于偶聯(lián)劑的三官能基和酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng),可使鈦酸酯分子偶聯(lián)。這就便于鈦酸酯分子的變型和填充聚合物體系的選用。見(jiàn)圖2、3、4、5。

偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料作用
圖 2 偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料作用機(jī)理
偶聯(lián)劑在熱塑型聚合物種的作用
圖 3 偶聯(lián)劑在熱塑型體系中的作用效果


有機(jī)聚合物
無(wú)機(jī)填料
偶聯(lián)劑
混煉
  固化
圖 4 鈦酸酯偶聯(lián)劑在熱固性體系中的作用機(jī)理圖示

2.單烷氧基焦磷酸酯型 :

該類(lèi)鈦酸酯適合于含濕量較高的填充體系,如陶土、滑石等。在這些體系中,除單烷氧基與填充劑表面的羥基反應(yīng)形成偶聯(lián)外,焦磷酸酯基還可以分解形成磷酸酯基,結(jié)合一部份水:如下式反應(yīng)

焦磷酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑與填料表面羥基反應(yīng)

3.螯合型 :

該類(lèi)偶聯(lián)劑適用于含濕量較高的無(wú)極填料和含水樹(shù)脂體系,如濕法二氧化硅、陶土、滑石、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、碳黑等;而且該偶聯(lián)劑在高濕體系中具有極好的水解穩(wěn)定性,在此狀態(tài)下,顯示良好的偶聯(lián)效果。

二官能度羥基羧酸的偶聯(lián)機(jī)理
二官能度 、乙二醇醋的偶聯(lián)機(jī)理

4.配位型 :

該類(lèi)偶聯(lián)劑可避免四價(jià)鈦酸酯在某些體系中的副反應(yīng),如在聚酯中的酯交換反應(yīng),在環(huán)氧樹(shù)脂中與羥基的反應(yīng),在聚氨酯中與聚醇或氰酸酯的反應(yīng)等。該類(lèi)偶聯(lián)劑在許多填充劑體系中都適用,有良好的偶聯(lián)效果,其偶聯(lián)機(jī)理與單烷氧基型類(lèi)似:

配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑與填料作用機(jī)理圖示


天長(zhǎng)市天辰化工專(zhuān)業(yè)生產(chǎn): 鈦酸酯偶聯(lián)劑,鈦酸四異丙酯,鈦酸四丁酯偶聯(lián)劑產(chǎn)品;
了解偶聯(lián)劑必讀:偶聯(lián)劑作用機(jī)理與特點(diǎn),偶聯(lián)劑的作用機(jī)理圖解,鈦酸酯偶聯(lián)劑使用方法,這幾篇文章對(duì)了解偶聯(lián)劑產(chǎn)品的機(jī)理和使用方法很有幫助;
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