鋁酸酯偶聯劑在幾種非金屬礦粉體中的表面改性應用

　　許多非金屬礦粉體材料,特別是碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、云母、石英粉、粘土礦粉等天然非金屬礦粉體材料,是橡膠、塑料、膠粘劑等高分子材料工業中不可缺少的填料。其材料來源廣,價格便宜,品種繁多,填充量又大,所以很受歡迎。但是作為填料,不僅要起到增量、增容,降低成本的作用,還要提高其加工性能等。而非金屬礦物粉體填料又有它自身的缺陷—親水性和惰性性質,使得它與疏水的有機體相容性較差。如果直接使用這些礦物粉體作為填料,則兩者間的界面較容易產生剪切應力,最終會影響復合材料的性能。因此,為了很好的利用這些非金屬礦粉體作為橡膠、塑料、膠粘劑的填料,就必需對其進行表面改性處理。

　　偶聯劑是一種重要的表面改性劑。它的使用恰好能解決上述的問題,因為偶聯劑是一種兩性結構物質,分子中的一部分基團可與非金屬礦物粉體表面的各種官能團反應,形成強有力的化學鍵合,另一部分基團與有機高分子發生化學反應或物理包覆,從而將非金屬礦物粉體與有機基體兩種性質差異比較大的材料牢固地結合在一起。同時偶聯劑的使用還可提高填料的填充量,改善體系的流變性能。所以偶聯劑是有機—無機材料兩者的橋梁。鋁酸酯是較新發展起來的偶聯劑,在非金屬礦粉體改性中得到了較為廣泛的應用。

　　鋁酸酯偶聯劑問世于1986年,是由我國福建師范大學高分子研究所研制生產的一種新型偶聯劑。近幾年來,鋁酸酯偶聯劑是發展較快的偶聯劑之一,原因是采用了能部分滿足鋁酸酯中心鋁原子配位數的合成方法,解決了其易水解的問題。它的外觀一般呈白色或淡黃色,與無機粉體表面反應活性大、色淺、無毒、味小、熱分解溫度較高,而且使用的過程中不需要稀釋,是一種對環境友好且性能高的偶聯劑。目前國內生產的鋁酸酯品種主要有福建師大高分子實驗廠的DL-411和DL-451系列。

　　鋁酸酯偶聯劑的結構通式為ROAl(OR,)2[1],它的分子結構中存在著兩種性質的官能團,一種官能團可與非金屬礦粉體表面的極性基團進行反應,另一種官能團則與高聚物反應,由此,使鋁酸酯成為無機—有機材料兩者結合的橋梁。

　　鋁酸酯偶聯劑適合對各種極性非金屬礦物粉體材料的表面改性,一般來說,對于中極性復合塑料制品PVC、ABS、PS等塑料,可采用DL-411-A或DL-411-AF改性非金屬礦粉體填充;而對于低極性復合塑料制品PE、PP等塑料,可采用DL-411-D或DL-411-DF改性非金屬礦粉體作為填料。下面擬總結介紹鋁酸酯偶聯劑對幾種常用非金屬礦粉體的改性應用情況。

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