硅烷偶聯(lián)劑用量計算
被處理物(基體)單位比表面積所占的反應(yīng)活性點數(shù)目以及硅烷
偶聯(lián)劑覆蓋表面的厚度是決定基體 表面硅基化所需偶聯(lián)劑用量的關(guān)鍵因素。為獲得單分子層覆蓋,需先測定基體的SiOH含量。已知,多數(shù)硅質(zhì)基體的SiOH含是來4-12個/㎡,因而 均勻分布時,1mol硅烷偶聯(lián)劑可覆蓋約7500m2的基體。具有多個可水解基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑,由于自身縮合反應(yīng),多少要影響計算的準(zhǔn)確性。若 使用Y3SiX處理基體,則可得到與計算值一致的單分子層覆蓋。但因Y3SiX價昂貴,且覆蓋耐水解性差,故無實用價值。此外,基體表面的Si-OH 數(shù),也隨加熱條件而變化。例如,常態(tài)下SiOH數(shù)為5.3個/㎡硅質(zhì)基體,經(jīng)在400或800下加熱處理后,則SiOH值可相應(yīng)降為2.6個/㎡或1個/㎡。 反之,使用濕熱鹽酸處理基體,則可得到高SiOH含量;使用堿性洗滌劑處理基體表面,則可形成硅醇陰離子。
2、表面處理法
此法系通過硅烷分散劑將無機(jī)物與聚合物兩界面連結(jié)在一起,以獲得最佳的潤濕值與分散性。表面處理法需將硅烷偶聯(lián)劑酸成稀溶液,以利與 被處理表面進(jìn)行充分接觸。所用溶劑多為水,醇或水醇混合物,并以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外,由其 他硅烷配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,并將pH值調(diào)至3.5-5.5。長鏈烷基及苯基硅烷由于穩(wěn)定性較差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及 乙酰氧基硅烷水解過程中,將伴隨嚴(yán)重的縮合反應(yīng)。也不適于制成水溶液或水醇溶液使用,對于水溶性較差的硅烷偶聯(lián)劑,可先加入0.1%-0.2% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的非離子型表面活性劑,而后再加水加工成水乳液使用。為了提高產(chǎn)品的水解穩(wěn)定性的經(jīng)濟(jì)效益,硅烷偶聯(lián)劑中還可摻入一定比例的 非碳官能硅烷。處理難黏材料時,可使用混合硅烷偶聯(lián)劑或配合使用碳官能硅氧烷。
配好處理液后,可通過浸漬、噴霧或刷涂等方法處理。一般說,塊狀材料、粒狀物料及玻璃纖維等多用浸漬法處理;粉末物料多采用噴霧法處 理;基體表面需要整體涂層的,則采用刷涂法處理。下面介紹幾種具體的處理方法。
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