Hiện nay, ứng dụng của chất kết dính đã thâm nhập vào các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân. Trong nhiều trường hợp, chất kết dính có thể thay thế hiệu quả quá trình hàn, tán đinh, vặn vít và các kết nối cơ khí khác, đơn giản hóa quy trình cho các mặt trận sản xuất khác nhau, tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí và cải thiện lợi ích kinh tế mang lại một cách hiệu quả.
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, các yêu cầu ngày càng cao được đặt ra đối với hiệu suất của chất kết dính và công nghệ liên kết. Bởi vì các vật liệu khác nhau có các đặc tính bề mặt khác nhau, để có được lớp bề mặt kết dính chắc chắn giữa chất kết dính và bề mặt của chất kết dính trong quá trình liên kết, các chất kết nối có chứa các nhóm phản ứng và bề mặt rắn của chất kết dính thường được sử dụng. tạo thành liên kết hóa học. Các chất có thể được sử dụng làm chất kết hợp bao gồm organosilanes, titanat, phốt phát và một số axit hữu cơ nhất định. Trong số đó, việc áp dụng các tác nhân nối silan là thuần thục nhất.
⒈Vai trò của chất kết nối silan trong chất kết dính hữu cơ
Chất kết nối silan là một hợp chất có thể tạo ra sức mạnh tổng hợp nhất định với các chất phân cực và không phân cực cùng một lúc. Nó có đặc điểm là có cả phần phân cực và phần không phân cực trong phân tử. Nó có thể được biểu thị bằng công thức chung là Y (CH2) nSiX3, trong đó Y đại diện cho alkyl, phenyl và vinyl, epoxy, amino, mercapto và các nhóm chức hữu cơ khác, thường được kết hợp hóa học với các nhóm chức hữu cơ trong nhựa nền kết dính; X đại diện cho clo, metoxy, etoxy,… Nhóm này dễ bị thủy phân thành silanol và phản ứng với oxit hoặc nhóm hydroxyl trên bề mặt của các chất vô cơ (thủy tinh, silica, kim loại, đất sét, v.v.) để tạo liên kết silic-oxy bền vững. Do đó, bằng cách sử dụng chất nối silan," cầu phân tử" có thể được xây dựng giữa bề mặt phân cách của chất vô cơ và chất hữu cơ, và hai vật liệu hoàn toàn khác nhau có thể được kết nối với nhau, giúp cải thiện hiệu quả độ bền liên kết của lớp bề mặt. .
Thêm chất kết nối silan vào chất kết dính không chỉ có thể cải thiện độ bền của chất kết dính mà còn cải thiện độ bền và khả năng chống lão hoá của chất kết dính. Ví dụ, polyurethane có độ bám dính cao với nhiều loại vật liệu, nhưng độ bền của nó không lý tưởng. Sau khi thêm chất kết nối silan, độ bền của nó có thể được cải thiện đáng kể. Chen Ruizhu, v.v., khi nghiên cứu chủ đề độ bền nhiệt ướt của các bộ phận liên kết bằng hợp kim titan, đã thêm chất kết nối silan vào chất kết dính epoxy được sử dụng, do đó tỷ lệ bảo toàn độ bền cắt của các bộ phận kết dính sau quá trình lão hóa nhiệt ẩm được cải thiện từ khoảng 80 % Đến khoảng 97%. Chất kết nối silan thậm chí có thể được sử dụng trực tiếp như một chất kết dính để liên kết cao su silicone, fluororubber, cao su nitrile, v.v. với kim loại, chẳng hạn như chất kết dính CK-1 và Chemlock 607 (Mỹ) là silan.
Để cải thiện một số tính chất của chất kết dính hữu cơ (như khả năng chịu nhiệt, tự dập tắt, ổn định kích thước, v.v.), hoặc để giảm giá thành của chất kết dính hữu cơ, người ta thường thêm một số chất độn vô cơ vào chất kết dính. Nếu chất độn được xử lý trước bằng chất kết nối silan, nhóm phân cực trên bề mặt của chất độn sẽ phản ứng với chất kết nối silan, do đó làm giảm đáng kể tác dụng cấu trúc của chất độn và nhựa. Chất độn không chỉ ảnh hưởng đến nhựa nền kết dính Khả năng tương thích và phân tán được cải thiện đáng kể, và độ nhớt của hệ thống giảm đáng kể, do đó, lượng chất độn có thể được tăng lên. Tuy nhiên, nó không phải là hiệu quả để điều trị tất cả các chất làm đầy bằng chất kết nối. Các loại chất làm đầy khác nhau có tác dụng khác nhau, thậm chí có loại không có tác dụng. Đối với chất độn như silica, thủy tinh và bột nhôm có một số lượng lớn nhóm hydroxyl trên bề mặt thì hiệu quả là tốt nhất, nhưng đối với canxi cacbonat, than chì, bo và các chất độn khác không có nhóm hydroxyl trên bề mặt, nó không có hiệu ứng.
⒉Cách sử dụng chất kết nối silan
⑴Phương pháp tiền xử lý bề mặt Chất kết nối silan được pha chế thành dung dịch loãng nồng độ 0,5-1%. Khi sử dụng chỉ cần tráng một lớp mỏng trên bề mặt sạch dính, sau khi khô có thể dán lại. Dung môi được sử dụng chủ yếu là nước, rượu hoặc hỗn hợp nước và rượu, nước không có ion florua và etanol và isopropanol rẻ tiền, không độc hại là phù hợp. Ngoài silan aminohydrocarbyl, các dung dịch được chuẩn bị từ các chất nối silan khác cần thêm axit axetic làm chất xúc tác thủy phân và điều chỉnh pH đến 3,5 ~ 5,5. Alkyl mạch dài và phenylsilan không thích hợp để sử dụng trong dung dịch nước do tính ổn định kém. Quá trình thủy phân của clorosilan và axetoxysilan đi kèm với phản ứng ngưng tụ nghiêm trọng, và nó không thích hợp để sử dụng như một dung dịch nước hoặc dung dịch cồn mà như một dung dịch rượu. Chất kết hợp silan có khả năng hòa tan trong nước kém có thể được thêm 0,1 ~ 0,2% (phần khối lượng) chất hoạt động bề mặt không ion, sau đó thêm nước để xử lý thành nhũ tương nước.
⑵ Phương pháp di chuyển Chất kết nối silan được thêm trực tiếp vào thành phần kết dính, nói chung lượng là 1 ~ 5% lượng nhựa nền. Sau khi keo được áp dụng, các phân tử tác nhân liên kết di chuyển đến bề mặt liên kết để tạo ra hiệu ứng liên kết do sự khuếch tán của các phân tử. Đối với chất kết dính cần đóng rắn cần để một thời gian sau khi đóng rắn mới được đóng rắn để chất kết dính hoàn thành quá trình di chuyển đạt kết quả tốt hơn.
Trong thực tế sử dụng, chất kết nối thường tạo thành lớp lắng đọng trên bề mặt, nhưng thứ duy nhất có tác dụng là lớp đơn phân tử. Do đó, lượng chất nối không cần thiết quá nhiều.
⒊ Lựa chọn chất kết nối silan
Trong số hai loại nhóm có tính chất khác nhau của tác nhân nối silan thì nhóm Y là quan trọng nhất, quyết định trực tiếp đến hiệu quả ứng dụng của tác nhân nối silan. Chỉ khi nhóm Y có thể phản ứng với nhựa nền tương ứng thì độ bền liên kết của chất kết dính hữu cơ mới được cải thiện. Nói chung, nhóm Y bắt buộc phải tương thích với nhựa và có thể bắt đầu phản ứng ghép nối, do đó, đối với các loại nhựa khác nhau, phải chọn chất kết hợp silan chứa nhóm Y thích hợp. Khi Y là một nhóm alkyl hoặc aryl không phản ứng, nó không có tác dụng với nhựa phân cực, nhưng có thể được sử dụng trong liên kết của nhựa không phân cực như cao su silicone, polystyren, v.v. Khi Y là một nhóm chức phản ứng, thì như vinyl, epoxy, mercapto, v.v., hãy chú ý đến khả năng phản ứng và khả năng tương thích của nó với nhựa được sử dụng. Chất kết nối Aminosilane là một loại đa năng, hầu như có thể đóng vai trò ghép nối với nhiều loại nhựa khác nhau, ngoại trừ nhựa polyester. Chất kết nối silan thường được sử dụng trong chất kết dính (xem Bảng 1).
4. Xu hướng nghiên cứu của tác nhân ghép silan
Hiện nay chất nối silan thường được sử dụng là loại trialkoxy, tuy nhiên chất nối loại trialkoxy có thể làm giảm độ ổn định của nhựa nền nên việc nghiên cứu và ứng dụng chất nối loại dialkoxy được chú ý trong những năm gần đây. Quá trình tổng hợp polyme có nhóm silan hoạt động cũng là một trong những hướng phát triển của chất tạo nối silan. Chất kết nối này có khả năng tương thích tốt hơn với nhựa trong chất kết dính, và có thể tạo thành một bề mặt đồng nhất trên bề mặt của chất kết dính. Có hiệu quả liên kết tốt hơn. Peroxysilane cũng là một loại chất nối đã được nghiên cứu trong những năm gần đây. Đặc điểm của nó là dưới tác dụng của nhiệt, chất ghép nối phân hủy các gốc tự do tự nhiên và có thể liên kết chéo với các polyme olefinic, do đó thúc đẩy polyme olefinic. Của liên kết.
