(1)硅烷偶联剂的改性;利用生产甲基三甲氧基硅烷的双重反应功能,有机基团的一端与白炭黑表面的羟基反应,另一端与橡胶等高分子大分子链反应。(2)醇酯法改性;在白色炭黑的表面上,脂肪醇与生产甲基三甲氧基硅烷反应以除去水分子,并且硅烷醇基被烷氧基取代。(3)聚合物接枝改性;聚合物接枝改性是指在一定条件下通过化学反应将聚合物接枝到白炭黑的表面。(4)聚合物涂层改性;涂层改性是一种常用的表面改性技术,即用不同化学组成的涂层覆盖二氧化硅表面,从而减少羟基之间的相互作用,降低表面能并改善分散性。(5)其他修改方法;除上述表面改性方法外,还可以通过乳液聚合,无机表面涂层改性和超声改性来改性二氧化硅。
国外情况:国外相关研究很早就开始了。美国辛辛那提大学的Van Ooij W J教授首先将生产甲基三甲氧基硅烷用于金属预处理。他已经在1990年代开始进行研究尝试,并获得了大量研究成果和zhuanli。国内情况:近年来,中国也开始研究和使用硅烷偶联剂来处理金属树脂涂料体系。徐毅研究了乙烯基三乙氧基硅烷和环氧三乙氧基硅烷的水解和包覆过程。我国于1950年在中国科学院化学研究所研制出KH-550,KH-560,KH-570,KH-590等型号的生产甲基三甲氧基硅烷,并投入生产相继。后来,氨基硅烷和改性氨基硅烷相继出现。后来,开发了耐热硅烷,阳离子硅烷,重氮和叠氮化硅烷。现在,我们国内的硅烷生产商发展迅速,许多品种摆脱了对进口的依赖。
硅烷偶联剂是一种硅烷,在分子中包含两个不同的化学性质(有机官能团和可水解基团)。分子结构通常为:YR-Si(Men)X4-n-1(其中Y为有机官能团,R为可水解的硅官能团)。通过使用生产甲基三甲氧基硅烷可以在无机物和有机物之间的界面之间建立“分子桥”,以将性质非常不同的两种材料连接在一起,从而形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的粘结层。改善复合材料的性能并增加粘结强度。典型的生产甲基三甲氧基硅烷包括A151(乙烯基三乙氧基硅烷),A171(乙烯基三甲氧基硅烷),A172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
①硅烷偶联剂;硅烷偶联剂是较早开发和使用广泛的偶联剂。对于一般的硅烷偶联剂,因为羟基的数目太少,所以仅当与生产甲基三甲氧基硅烷相似的树脂基团可用于改性时,才难以或不发生与重质碳酸钙表面的偶联反应。②钛酸酯偶联剂;钛酸酯偶联剂主要分为单烷氧基型,焦磷酸单烷氧基型,配位型和螯合型。③铝酸盐偶联剂;与钛酸酯偶联剂相比,生产甲基三甲氧基硅烷具有色浅,无毒,室温下为固体,热稳定性高,使用方便的优点。同时,铝酸盐偶联剂本身具有一定的润滑性。塑性作用,因此对于重质碳酸钙的表面改性,铝酸盐偶联剂的改性效果优于硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
为了实现生产甲基三甲氧基硅烷增强树脂在各个领域的应用,非常有必要研究如何确保其性能的优越性。复合材料的性能不仅与增强纤维和基体树脂的性能和含量有关,而且在很大程度上还取决于纤维与基体树脂之间的界面粘结强度。为了确保有效的应力传递并获得更好的综合机械性能,良好的界面粘合是必要的。为了改善生产甲基三甲氧基硅烷和树脂界面的粘合性能,通常需要对纤维表面进行处理。处理方法有很多,例如热处理,酸碱蚀刻处理,偶联剂处理等,其中偶联剂处理是常用的处理方法。