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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
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：

1.單烷氧基型
含有異丙氧基這類產(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等

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
ii-單烷氧磷酸酯型
iii-單烷氧焦磷酸酯型

2. 螯合型
有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的產(chǎn)品，這類產(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
乙二醇螯合型

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：

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

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。

圖 2 偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料作用機(jī)理

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)

焦磷酸酯類偶聯(lián)劑與填料表面羥基反應(yīng)

3.螯合型：

該類偶聯(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)市天辰化工專業(yè)生產(chǎn): 鈦酸酯偶聯(lián)劑,鈦酸四異丙酯,鈦酸四丁酯等偶聯(lián)劑產(chǎn)品；
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