文档介绍：填料的表面处理方法
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、发展与现状
二战后，军事和航天的需要—硅烷偶联剂→GF增强塑料和橡胶，效果显著。至今有上百个品种。
烯丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、氨基硅烷
主要生产填料的表面处理方法
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、发展与现状
二战后，军事和航天的需要—硅烷偶联剂→GF增强塑料和橡胶，效果显著。至今有上百个品种。
烯丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、氨基硅烷
主要生产厂家：Union Carbide Corp
Dow Corning Corp
过氧化硅烷
阳离子硅烷
叠氮硅烷
适用于聚烯烃
硅烷偶联剂适合处理
二氧化硅
云母
三水合氧化铝
硅灰石
玻璃纤维
高岭土
对碳酸盐、硫酸盐处理效果不佳
钛酸酯偶联剂
1972年美国肯尼迪公司（Kenrich Inc.）研制出TTC（三异硬酯酰基钛酸异丙酯）。
近10年发展迅速
铝酸酯偶联剂问世
1984年我国福建师范大学高分子系章文贡等首创铝酸酯偶联剂，50多个品种。
合成工艺简单、产率高、无腐蚀、无污染、色浅、无毒
热稳定性好
适用面宽
偶联效果好
发展动向
问世50多年后，仍处于迅速发展状态
寻找更高效、更廉价的新型偶联剂
向多功能发展，逐渐形成专用化、系列化品种
解决高填充条件下加工与制品力学性能问题
硅烷偶联剂
结构：R－Si－X3
R：是具有反应活性的有机物
乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸剂等
X：是能够水解的烷氧基
甲氧基、乙氧基、氯等
硅烷偶联剂示意图
例：乙烯基三氯硅烷（CH2=CHSiCl3）处理玻璃纤维（玻璃纤维的表面有大量的硅醇基。）
R基中含有
氨基——羧基、环氧基、异氰酸基
环氧基——羟基、羧基、氨基等
双键——含双键的聚合物交联
叠氮基——所有类型的有机聚合物
不同硅烷偶联剂适用范围
硅烷偶联剂
R中含有
适用高分子体系
S3Si-R
环氧基
环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、尼龙、聚氨酯及含羟基的塑料
氨基
环氧树脂、聚氨酯
双键
采用引发剂或交联剂固化的高分子体系
过氧基或二叠氮基
PP PE EPDM SBS
天然胶等
%实例：磺酰叠氮硅烷偶联剂填充PP 填料：40%；偶联剂：%
纯PP
PP+云母（未处理）
PP+云母（处理）
拉伸强度
拉伸模量
972
3999
4344
弯曲强度
挠曲模量
1241
5378
7102
缺口冲击
热变形T
1
密度
缺点
价格较高
对加工性能有不良影响
原因：结构中反应性基团多，与填料表面的反应点多；另一端的有机疏水基含碳原子数少、链短。
钛酸酯偶联剂
结构：
亲无机端 ——中心原子—— 亲有机端
(RO)4－n－Ti－(O－X－R’－Y)n
1.(RO)4－n：是易水解的短链烷氧基或对水有一定稳定性的螯合基，可与填料表面的单分子层结合水或羟基的质子作用而结合于无机填料表面。
2.(O－X－R’－Y)n ：是亲有机基团。
◎ － O －酰氧基或烷氧基
◎－X－是功能部位如X是OR－P=O,此时由于P原子改性后填料具有阻燃性…
◎－R’－是长链烃基，碳原子数11～17，与聚合物分子发生缠结，借分子间范德华力结合。
◎—Y是末端部分，为氢原子、双键、氨基、环氧基等。它们与聚合物大分子反应形成化学偶联。
◎n值的改变，可调节偶联剂与填料或高分子的反应性基各种特性
单烷氧基钛酸酯偶联剂偶联机理示意图
单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂偶联机理示意图
螯合型钛酸酯偶联剂偶联机理示意图
应用实例1
例：用丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯分别处理碳酸钙和滑石粉，经处理的填料与HDPE以20：80比例混合后，其填充体系的平衡扭矩下降29％和31％（％）
应用实例2
例：用KR－12和KR－28分别处理CaCO3 ，再填充到PVC中，PVC：CaCO3为60：40，经偶联剂处理的CaCO3填充体系比未处理的体系冲击强度分别提高3倍、8倍（％时）和6倍、9倍（％时）
铝酸酯偶联剂
(RO)x：是水解或交换反应的短链