相关数据包
偶联剂的作用机理图解
偶联剂的作用机理图解
我们以图解的方式来介绍不同的偶联剂产品在不同体系中的作用机理，和作用效果，希望通过的机理的了解能够使我们更加方便的选择到合适的偶联剂。
一、钛酸酯偶联剂的分类
根据偶联剂的不同亲水亲油官能团，可以将钛酸酯偶联剂分以下为四类：
1.单烷氧基型
含有异丙氧基这类产品耐水性差，主要适用于干燥的颜、填料的处理表面处理,典型代表偶联剂TC-F
2.单烷氧基焦磷酸酯型
适合于含湿量较高的填充体系，如陶土、滑石等。在这些体系中，除单烷氧基与填充剂表面的羟基反应形成偶联外，焦磷酸酯基还可以分解形成磷酸酯基,对应钛酸酯偶联剂TC-27,TC-114等
3.配位型
在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯从而在改进耐水性的同时，又能产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，这类产品耐水性好，适用于高含水量颜、填料的处理，或在水性涂料中直接使用，改类偶联剂的典型代表为钛酸酯偶联剂TC-WT
;
二、 钛酸酯偶联剂的类型与结构
1. 单烷氧基型(焦磷酸酯型)：
含有异丙氧基的产品，这类产品耐水性差，主要适用于干燥的颜、填料的处理表面处理，在溶剂型涂料中使用的代表化学式如下：
i-单烷氧脂肪酸酯型
ii-单烷氧磷酸酯型
iii-单烷氧焦磷酸酯型
2. 螯合型
有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的产品，这类产品耐水性好，适用于高含水量颜、填料的处理，或在水性涂料中直接使用，代表产品化学式如下：
氧乙酸螯合型
乙二醇螯合型
3. 配位型：
是一种在通常的四烷基钛酸酯上附加了亚磷酸酯从而在改进耐水性的同时，又能产生含磷化合物的功能性产品。代表性产品化学式如下：
三、 偶联剂的作用机理图示
1. 单烷氧基型：
单烷氧基钛酸酯在无机粉末和基体树脂的界面上产生化学结合。一般认为只有一个异丙氧基是与无机物表面羟基偶联的水解基团，因此可以在无机颜、填料的表面形成单分子层。在界面上不存在多分子膜
预处理前
处理后
无机物
树脂中分散效果
图1 单烷氧基钛酸酯对无机物表面偶联机理
依然具有钛酸酯的化学结构，在过剩的偶联剂存在下，使表面能变化，粘度大幅度降低。在基体树脂相由于偶联剂的三官能基和酯基转移反应，可使钛酸酯分子偶联。这就便于钛酸酯分子的变型和填充聚合物体系的选用。见图2、3、4、5。
图 2 偶联剂对无机填料作用机理
图 3 偶联剂在热塑型体系中的作用效果
有机聚合物
无机填料
偶联剂
混炼
固化
图 4 钛酸酯偶联剂在热固性体系中的作用机理图示
2.单烷氧基焦磷酸酯型 ：
该类钛酸酯适合于含湿量较高的填充体系，如陶土、滑石等。在这些体系中，除单烷氧基与填充剂表面的羟基反应形成偶联外，焦磷酸酯基还可以分解形成磷酸酯基，结合一部份水：如下式反应
焦磷酸酯类偶联剂与填料表面羟基反应
3.螯合型 ：
该类偶联剂适用于含湿量较高的无极填料和含水树脂体系，如湿法二氧化硅、陶土、滑石、硅酸铝、水处理玻璃纤维、碳黑等；而且该偶联剂在高湿体系中具有极好的水解稳定性，在此状态下，显示良好的偶联效果。
二官能度羟基羧酸的偶联机理
二官能度 、乙二醇醋的偶联机理
4.配位型 ：
该类偶联剂可避免四价钛酸酯在某些体系中的副反应，如在聚酯中的酯交换反应，在环氧树脂中与羟基的反应，在聚氨酯中与聚醇或氰酸酯的反应等。该类偶联剂在许多填充剂体系中都适用，有良好的偶联效果，其偶联机理与单烷氧基型类似：
配位型钛酸酯偶联剂与填料作用机理图示