硅烷偶联剂用量计算
被处理物(基体)单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷
偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体 表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖,需先测定基体的SiOH含量。已知,多数硅质基体的SiOH含是来4-12个/㎡,因而 均匀分布时,1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂,由于自身缩合反应,多少要影响计算的准确性。若 使用Y3SiX处理基体,则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂贵,且覆盖耐水解性差,故无实用价值。此外,基体表面的Si-OH 数,也随加热条件而变化。例如,常态下SiOH数为5.3个/㎡硅质基体,经在400或800下加热处理后,则SiOH值可相应降为2.6个/㎡或1个/㎡。 反之,使用湿热盐酸处理基体,则可得到高SiOH含量;使用碱性洗涤剂处理基体表面,则可形成硅醇阴离子。
2、表面处理法
此法系通过硅烷分散剂将无机物与聚合物两界面连结在一起,以获得最佳的润湿值与分散性。表面处理法需将硅烷偶联剂酸成稀溶液,以利与 被处理表面进行充分接触。所用溶剂多为水,醇或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。除氨烃基硅烷外,由其 他硅烷配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将pH值调至3.5-5.5。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及 乙酰氧基硅烷水解过程中,将伴随严重的缩合反应。也不适于制成水溶液或水醇溶液使用,对于水溶性较差的硅烷偶联剂,可先加入0.1%-0.2% 质量分数的非离子型表面活性剂,而后再加水加工成水乳液使用。为了提高产品的水解稳定性的经济效益,硅烷偶联剂中还可掺入一定比例的 非碳官能硅烷。处理难黏材料时,可使用混合硅烷偶联剂或配合使用碳官能硅氧烷。
配好处理液后,可通过浸渍、喷雾或刷涂等方法处理。一般说,块状材料、粒状物料及玻璃纤维等多用浸渍法处理;粉末物料多采用喷雾法处 理;基体表面需要整体涂层的,则采用刷涂法处理。下面介绍几种具体的处理方法。
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