道康寧硅烷偶聯(lián)劑的廣泛應(yīng)用

硅烷作為含硅薄膜和涂層的應(yīng)用已從傳統(tǒng)的微電子產(chǎn)業(yè)擴展到鋼鐵、機械、化工和光學(xué)等各個領(lǐng)域。含硅涂層可使普通鋼的高溫耐氧化能力提高到10萬倍以上,也可使其它金屬的高溫化學(xué)穩(wěn)定性大大改善，使內(nèi)燃機葉片的耐蝕性明顯增強，道康寧硅烷偶聯(lián)劑使各種材料和零件之間的粘結(jié)強度大幅度提高，道康寧硅烷偶聯(lián)劑使汽車發(fā)動機零件的壽命延長，也可改變玻璃的反射和透射性能，從而得到顯著的節(jié)能和裝飾效果。在浮法玻璃生產(chǎn)過程中用硅烷在玻璃表面涂敷一層反光層其粘附力極強在長期陽光照射下不褪色, 透光率只有普通玻璃的1 /3; 用氮化硅涂敷的大面積多晶硅電池( BSNSC) 已達到15. 7%的。這種被稱為IPN的理論被廣泛采用，用來解釋有機物和無機物的粘合機理。用硅烷氣相沉積技術(shù)制造各種含硅薄膜在高技術(shù)中的應(yīng)用還在與日俱增。

道康寧硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響

為了研究硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響，南京能德新材料公司針對不同種類的硅烷偶聯(lián)劑改性處理顏料鋁做了實驗。

通過實驗，我們得知未改性的顏料鋁具有疏水性，無法分散在水性體系中，全部漂浮于水面；相比其他三種硅烷偶聯(lián)劑，而經(jīng)道康寧硅烷偶聯(lián)劑WD-60表面改性后的顏料鋁，能大部分懸浮在水性體系中，親水性較好，光澤性略有降低但不明顯。本研究初步選用WD-60硅烷偶聯(lián)劑作為鋁顏料表面改性劑。按可水解基團官能度分為三官能和雙官能兩種，其中三官能占市場絕大部分。

硅烷偶聯(lián)劑的用量以其在水解溶液中的濃度來表示。

通過實驗可以表明，當硅烷偶聯(lián)劑含量較少時，顏料鋁部分漂浮于水面，因為WD-60未能完全包覆于鋁表面形成致密親水性包覆膜層；當WD-60含量較高時，鋁顏料發(fā)生部分沉淀，顏料光澤性明顯降低，因為顏料表面過多的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生縮聚反應(yīng)導(dǎo)致團聚下沉。道康寧硅烷偶聯(lián)劑試驗現(xiàn)象表明：經(jīng)用量為5%的WD-60硅烷偶聯(lián)劑包覆改性后的顏料鋁在水性體系中分散穩(wěn)定性明顯提高，顏料外觀基本沒有發(fā)生變化。剩下的2個Si-OH，或與其他硅烷中的Si-OH縮合，或呈游離狀態(tài)。

道康寧硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉的作用機理

硅烷偶聯(lián)劑比較成熟的作用機理是化學(xué)鍵結(jié)合理論：硅烷偶聯(lián)劑中含有兩類不同的化學(xué)官能團，道康寧硅烷偶聯(lián)劑它的一端能與無機材料OH反應(yīng)，形成氫鍵，并在一定的條件下縮合、脫水和固化，形成共價鍵；但另一個問題又出現(xiàn)了，涂料中的殘余活性基團如Si-OH、Si-OR在后期的大氣老化過程中會慢慢地發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而也會使漆膜變脆導(dǎo)致開裂。另一端又能與有機高分材料結(jié)合，從而使有機高分子材料-硅烷偶聯(lián)劑-無機材料之間產(chǎn)生一種良好的界面結(jié)合，將兩種性質(zhì)差異較大的材料牢固的結(jié)合在一起。

道康寧硅烷偶聯(lián)劑該反應(yīng)過程分為四步：

步是硅烷偶聯(lián)劑中與Si相連的3個水解基團與水反應(yīng)，生成硅醇；

第2步是硅醇之間脫水，縮合成Si-OH的低聚硅氧烷；

第3步是低聚硅氧烷的Si-OH與硅微粉表面上的OH反應(yīng)，形成氫鍵；

第4步是在加熱的過程中產(chǎn)生縮合、脫水及固化反應(yīng)，達到與硅微粉形成牢固的共價鍵結(jié)合。剩下的兩個Si-OH或者與其它硅烷偶聯(lián)劑中的Si-OH縮合，或者保持游離狀態(tài)。

道康寧硅烷偶聯(lián)劑作用及功能

硅烷作用的機理和功能

當有機材料和無機材料共混時，有機硅在兩種材料表面顯示出親和力。有機硅的這種雙向功能，被稱為硅烷分子的雙向反應(yīng)。硅烷通過化學(xué)作用，在有機物和無機物兩種材料的縫隙間搭起了橋梁。當X活性基團水解時，使Si-X能化為Si-OH，而Si-OH與被處理的硅微粉表面的OH形成氫鍵，同時進行加熱，產(chǎn)生縮合脫水反應(yīng)，形成其價鍵結(jié)合。由于硅烷的作用，兩種材料形成了持久的化學(xué)粘接，因此提高了礦物復(fù)合材料的耐久性能。當有許多其它材料共混時，硅烷被稱為偶聯(lián)劑，是具用雙向反應(yīng)的材料，在不同材料間搭起橋梁。