硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用詳解（二）

3、礦物和填充物處理

礦物填充物已經(jīng)漸漸變?yōu)橹匾挠袡C(jī)聚合物添加劑和改性劑，礦物表面的金屬羥基是極其親水的，而且和有機(jī)聚合物不共溶性，烷氧基硅烷天生適合處理礦物的表面，使礦物在聚合物中能與更多成分共容和更易分散，甚至于使填充物變?yōu)樵鰪?qiáng)添加劑，不僅在塑料中應(yīng)用，硅烷改性的礦物在橡膠，尤其是輪胎的應(yīng)用上也是越來越重要。表面具備硅和氫氧化鋁的礦物極其易于和硅烷結(jié)合，用以填充體系的白炭黑（氣相法和沉淀法）、玻璃珠、石英、沙子、滑石粉、云母、粘土和硅灰石采用硅烷偶聯(lián)劑都很有效果。別的含金屬羥基材料，如氫氧化鎂、氧化鐵、氧化銅和氧化錫反應(yīng)性一般，但也可以獲得較好的益處，一般而言硅烷和炭黑、石墨、碳酸鈣的結(jié)合能力較差。

硅烷處理能夠改善礦物改性產(chǎn)品的工藝性能、力學(xué)性能和耐久性：1、增強(qiáng)礦物和聚合物相互之間的粘合2、改進(jìn)礦物對聚合物的浸濕性能3、推動(dòng)礦物在聚合物中分散4、改進(jìn)電學(xué)性能5、提升機(jī)械性能。

特定應(yīng)用上選取適用于何種硅烷需要根據(jù)所需硅烷的優(yōu)勢特征所選擇。全部的烷氧基都能夠與礦物填充物表面結(jié)合，假如硅烷專門為提供表面疏水而設(shè)計(jì)，那樣應(yīng)選用具備疏水性的硅烷，如甲基、丁基、辛基等。假如硅烷處理專門為在聚合物混合物中礦物共容性而設(shè)計(jì)，那樣硅烷上的有機(jī)基團(tuán)的特性應(yīng)該和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似（如辛基和長鏈烷基也有助于礦物在聚烯烴混合物中的共容和分散）。假如硅烷處理為了將填充物結(jié)合到聚合物上，那樣要選擇有機(jī)反應(yīng)硅烷，從化學(xué)特性上講，它將結(jié)合到聚合物存在的反應(yīng)性位點(diǎn)。

4、橡膠混煉

在橡膠行業(yè)，硅烷的獨(dú)特性質(zhì)應(yīng)用于提升性能和改善工藝性能，硅烷在橡膠配方中充當(dāng)偶聯(lián)劑和分散劑。因?yàn)樵谠鰪?qiáng)型橡膠中應(yīng)用無機(jī)填料取代炭黑的好處使硅烷在有機(jī)橡膠業(yè)中得到很廣泛應(yīng)用。和炭黑相比，白炭黑和其它無機(jī)填料可以使橡膠獲得更優(yōu)異的物理性質(zhì)和性能，但是要使非炭黑填料起到效果一定要使用硅烷偶聯(lián)劑。為了能讓無機(jī)填料和有機(jī)彈性體有效結(jié)合，硅烷的應(yīng)用是其中一個(gè)關(guān)鍵因素，機(jī)理和前面礦物和填料處理類似，甲氧基或是乙氧基將和白炭黑或是粘土表面強(qiáng)力粘結(jié)，有機(jī)官能團(tuán)將和橡膠聚合物鍵合。在綠色輪胎中應(yīng)用白炭黑/硅烷技術(shù)，能夠?qū)喬ギa(chǎn)生下列影響：增強(qiáng)耐磨性、減少滾動(dòng)阻力、提升燃料經(jīng)濟(jì)性、在潮濕和冰雪路面上的抓地力。

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