Ejen gandingan silane ialah sejenis sebatian silikon organik yang mengandungi dua kumpulan berfungsi kimia yang berbeza dalam molekulnya. Ia bertindak pada antara muka antara bahan bukan organik (seperti kaca, logam atau mineral) dan bahan organik (seperti polimer organik, salutan atau pelekat), mengikat atau menggabungkan dua bahan yang sama sekali berbeza. Ia meningkatkan pertalian antara sebatian organik dan bukan organik, dan boleh mengukuhkan dan menambah baik sifat fizikal dan kimia bahan komposit, seperti kekuatan, keliatan, sifat elektrik, rintangan air dan rintangan kakisan.
Ciri prestasi dan kelebihan
Apabila menggunakan gentian kaca atau polimer organik bertetulang mineral, antara muka atau fasa antara muka antara polimer dan bahan bukan organik melibatkan interaksi kompleks antara banyak faktor fizikal dan kimia. Faktor-faktor ini berkaitan dengan daya terhasil, kekuatan fizikal, pekali pengembangan, kecerunan kepekatan, dan pengekalan prestasi produk. Daya pemusnah penting yang menjejaskan keharmonian ialah penghijrahan air ke permukaan hidrofilik yang dipertingkatkan bukan organik. Kelembapan menghakis antara muka dan merosakkan lekatan.
Ejen gandingan silane bukan sahaja boleh digunakan sebagai agen penyambung elastik antara substrat, iaitu, untuk meningkatkan lekatan antara dua bahan dengan sifat kimia yang berbeza, untuk meningkatkan mekanikal, penebat elektrik, anti-penuaan, hidrofobik dan sifat komprehensif produk yang lain; Ia juga boleh digunakan sebagai pengubah suai permukaan untuk bahan, memberikannya kalis air, anti-statik, anti acuan, anti bau, anti pembekuan dan sifat lengai fisiologi; Ia juga boleh digunakan sebagai agen pengawetan silang silang untuk sistem polimer tidak berpaut silang untuk mencapai pengawetan suhu dan tekanan bilik. Dalam bahan komposit, memilih silikon yang sesuai boleh meningkatkan kekuatan lenturan bahan komposit lebih daripada 40%. Ejen gandingan silane juga meningkatkan kekuatan ikatan antara salutan dan pelekat, sambil meningkatkan daya tahan terhadap kelembapan dan keadaan persekitaran yang keras yang lain.
Kelebihan lain yang boleh diberikan oleh ejen gandingan silane termasuk:
1. Pembasahan bahan bukan organik yang lebih baik
2. Sebatian dengan kelikatan yang lebih rendah
3. Permukaan bahan komposit yang lebih licin
4. Mengurangkan kesan perencatan bahan bukan organik pada pemangkin komposit termoset
5. Plastik bertetulang yang lebih jelas dan telus
Prinsip untuk memilih agen gandingan silane
Memadankan kumpulan berfungsi organik pada atom silikon dengan jenis polimer resin yang akan diikat boleh membimbing penggunaan agen gandingan silane untuk digunakan dalam aplikasi tertentu. Kumpulan organik pada silane boleh menjadi kumpulan organik reaktif (seperti kumpulan berfungsi organik) atau kumpulan organik bukan reaktif. Kumpulan berfungsi ini boleh menjadi hidrofobik atau hidrofilik, atau mempunyai pelbagai sifat kestabilan terma. Disebabkan oleh struktur organik yang berbeza, parameter keterlarutan kumpulan berfungsi berbeza-beza; Sedikit sebanyak, ini akan menjejaskan interpenetrasi antara sistem polimer dan sistem siloksan yang digunakan untuk rawatan permukaan. Jadual 1 menyenaraikan beberapa ciri biasa bagi substituen organik yang digunakan untuk atom silikon. Pemilihan silane hendaklah termasuk padanan kereaktifan kimia, keterlarutan, ciri-ciri struktur, dan juga kestabilan terma organosilan dengan parameter yang sama dalam struktur polimer.
Penggunaan Ejen Gandingan Silane
1. Kaedah rawatan permukaan
Kaedah ini menggunakan agen gandingan silane untuk menyambung antara muka bukan organik dan polimer bersama untuk mencapai nilai pembasahan dan keterserakan yang optimum. Kaedah rawatan permukaan memerlukan agen gandingan silane untuk diasidkan ke dalam larutan cair untuk memudahkan sentuhan yang mencukupi dengan permukaan yang dirawat. Pelarut yang digunakan kebanyakannya adalah air, alkohol atau campuran air dan alkohol, dan air bebas ion serta etanol dan isopropanol bukan toksik yang murah lebih disukai. Kecuali aminoalkilsilane, larutan yang disediakan daripada silanes lain memerlukan penambahan asid asetik sebagai mangkin hidrolisis dan pelarasan pH kepada 3.5-5.5. Alkil rantai panjang dan fenilsilane tidak sesuai digunakan sebagai larutan akueus kerana kestabilan yang lemah. Semasa proses hidrolisis chlorosilanes dan acetoxysilanes, tindak balas pemeluwapan yang teruk akan berlaku. Ia juga tidak sesuai untuk menyediakan larutan akueus atau larutan alkohol akueus. Untuk agen gandingan silikon dengan keterlarutan air yang lemah, surfaktan bukan ionik dengan pecahan jisim 0.1% -0.2% boleh ditambah dahulu, dan kemudian air boleh ditambah untuk memprosesnya menjadi losyen berair untuk digunakan. Untuk meningkatkan faedah ekonomi kestabilan hidrolisis produk, bahagian tertentu silane bukan karbon berfungsi juga boleh ditambah kepada agen gandingan silane. Apabila berurusan dengan bahan yang sukar melekat, ejen gandingan silane campuran atau siloksan berfungsi karbon boleh digunakan secara gabungan. Selepas penyelesaian rawatan disediakan, ia boleh dirawat dengan mencelup, menyembur atau memberus. Secara umumnya, bahan blok, bahan berbutir, dan gentian kaca sering dirawat dengan kaedah impregnasi; Bahan serbuk kebanyakannya dirawat dengan kaedah semburan: jika permukaan substrat memerlukan salutan keseluruhan, kaedah salutan berus digunakan.
Kawasan aplikasi ejen gandingan silane termasuk salutan dan dakwat. Penggunaan salutan berasaskan silikon mempunyai kelebihan berikut:
1. Rintangan kakisan
2. Meningkatkan lekatan
3. Meningkatkan sifat reologi
4. Meningkatkan keterserakan pewarna dan pengisi
5. tahan UV
6. kalis air dan tahan kimia
Salutan getah sintetik dan resin sintetik sering menghadapi masalah lekatan pada permukaan silikat hidrofilik dan logam, terutamanya dalam persekitaran air pasang, air atau garam. Kesan perlindungan salutan bergantung pada penganjur lekatan pada permukaan substrat. Sama ada digunakan sebagai bahan tambahan salutan atau primer, ejen gandingan silane boleh meningkatkan prestasi salutan.