鋁酸酯偶聯(lián)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(yè)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(zhì),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(chǎn)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(lián)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(lián)劑是一種兩性結(jié)構(gòu)物質(zhì),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(fā)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(zhì)差異比較大的材料牢固地結(jié)合在一起。同時偶聯(lián)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(lián)劑是有機—無機材料兩者的橋梁。鋁酸酯是較新發(fā)展起來的偶聯(lián)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(lián)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(chǎn)的一種新型偶聯(lián)劑。近幾年來,鋁酸酯偶聯(lián)劑是發(fā)展較快的偶聯(lián)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(shù)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(huán)境友好且性能高的偶聯(lián)劑。目前國內(nèi)生產(chǎn)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(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為ROAl(OR,)2[1],它的分子結(jié)構(gòu)中存在著兩種性質(zhì)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(jié)合的橋梁。

　　鋁酸酯偶聯(lián)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(jié)介紹鋁酸酯偶聯(lián)劑對幾種常用非金屬礦粉體的改性應用情況。

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