偶聯(lián)劑是一類具有兩不同性質(zhì)官能團(tuán)的物質(zhì),它們分子中的一部分官能團(tuán)可與有機(jī)分子反應(yīng),另一部分官能團(tuán)可與無機(jī)物表面的吸附水反應(yīng),形成牢固的粘合。偶聯(lián)劑在復(fù)合材料中的作用在于它既能與增強(qiáng)材料表面的某些基團(tuán)反應(yīng),又能與基體樹脂反應(yīng),在增強(qiáng)材料與樹脂基體之間形成一個界面層,界面層能傳遞應(yīng)力,從而增強(qiáng)了增強(qiáng)材料與樹脂之間粘合強(qiáng)度,提高了復(fù)合材料的性能,同時還可以防止不與其它介質(zhì)向界面滲透,改善了界面狀態(tài),有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。
按偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及組成分為有機(jī)鉻絡(luò)合物、硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸化合物四大類:
(1)鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑
鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑開發(fā)于50年代初期,由不飽和有機(jī)酸與三價鉻離子形成的金屬鉻絡(luò)合物,合成及應(yīng)用技術(shù)均較成熟,而且成本低,但品種比較單一。
?。?)硅烷偶聯(lián)劑
硅烷偶聯(lián)劑的通式為RSiX3,式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基團(tuán),這些基團(tuán)和不同的基體樹脂均具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力,X代表能夠水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。
?。?)鈦酸酯偶聯(lián)劑
依據(jù)它們獨特的分子結(jié)構(gòu),鈦酸酯偶聯(lián)劑包括四種基本類型:①單烷氧基型這類偶聯(lián)劑適用于多種樹脂基復(fù)合材料體系,尤其適合于不含游離水、只含化學(xué)鍵合水或物理水的填充體系;②單烷氧基焦磷酸酯型該類偶聯(lián)劑適用于樹脂基多種復(fù)合材料體系,特別適合于含濕量高的填料體系;③螯合型該類偶聯(lián)劑適用于樹脂基多種復(fù)合材料體系,由于它們具有非常好的水解穩(wěn)定性,這類偶聯(lián)劑特別適用于含水聚合物體系;④配位體型該類偶聯(lián)劑用在多種樹脂基或橡膠基復(fù)合材料體系中都有良好的偶聯(lián)效果,它克服了一般鈦酸酯偶聯(lián)劑用在樹脂基復(fù)合材料體系的缺點。
?。?)其它偶聯(lián)劑鋯類偶聯(lián)劑
是含鋁酸鋯的低分子量的無機(jī)聚合物。它不僅可以促進(jìn)不同物質(zhì)之間的粘合,而且可以改善復(fù)合材料體系的性能,特別是流變性能。該類偶聯(lián)劑既適用于多種熱固性樹脂,也適用于多種熱塑性樹脂。此外還有鎂類偶聯(lián)劑和錫類偶聯(lián)劑。