偶联剂是一种重要的、应用领域日渐广泛的处理剂,主要用作高分子复合材料的助剂。偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。
偶联剂能通过物理和/或化学作用把二者材料结合,亦或能通过物理和/或化学反应, 使二者的亲和性得到改善,因此偶联剂被称作分子桥,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而提高复合材料综合性能如物理性能、电性能、热性能、光性能等。
从图中，可以看到，偶联剂的加入，可以明显改善两种物质间的界面作用，以及改善分散性。
偶联剂的分类
偶联剂按其化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂( 铝-锆酸酯、铝钛复合偶联剂)、稀土偶联剂、含磷偶联剂、含硼偶联剂等。在橡胶工业中最常用的是硅烷、钛酸酯和铝酸酯偶联剂。
其中，硅烷偶联剂硅烷偶联剂是人们研究最早、应用最早的偶联剂。
钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂最早出现于20世纪70年代，它对许多干燥粉体有良好的偶联效果。
新型偶联剂
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solplusC800 偶联剂
硅烷偶联剂和功能型聚合物(尤其是马来酸衍生物高分子材料）是当前热塑性复合材料中应用最多的偶联剂。
solplus C800 偶联剂可以替代上述两种偶联剂。这种偶联剂是一种含双官能团的低聚物。它能够跟填充剂的表面通过离子键结合，并且还可以通过双键接枝到高分子基体上。
solplus C800 利用酸根键合到填充剂表面，它对于碱性和两性材料尤其有效。该偶联剂能够使电缆和普通建筑材料等阻燃性热塑性复合材料机械性能大幅提高。大量添加该偶联剂的聚合物材料韧性和模量能得到提高。而且受冲撞力时的形变减小。
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铝- 锆偶联剂
铝- 锆偶联剂是以水合氯氧化锆、氯醇铝、丙二醇、羧酸等为原料合成的。
由于在锆- 铝有机金属络合物偶联剂分子结构中含有2个无机部分(锆和铝)和1个有机功能配位体。因此, 与硅烷等偶联剂相比, 铝- 锆有机金属络合物偶联剂分子具有更多的与无机填料的反应点, 增强与无机填料或颜料表面的作用。
铝锆偶联剂适用于聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸酯类树脂、聚氨酯、天然和合成橡胶等聚合物。铝锆偶联剂可提高增强剂、填充剂、颜料的分散性, 改善基材的流动性, 提高制品高温挤出稳定性, 提高冲击强度等。
用铝- 锆有机金属络合物偶联剂处理白炭黑、粘土等填料, 可以增加其分散性, 缩短橡胶混炼间, 提高效率, 增加其与橡胶的结合力, 提高制品的机械性能, 进而增加耐磨性。另外由于铝- 锆偶联剂的高金属性, 它与金属有很好的亲和力。能增大金属与橡胶制品接触紧密性。
