硅烷偶联剂及其应用课件

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1、中国氟硅有机材料工业协会技术培训中心中国氟硅有机材料工业协会技术培训中心专题讲座 硅烷偶联剂及其应用硅烷偶联剂及其应用 廖 俊 高级工程师、博士高级工程师、博士教育部有机硅化合物及材料工程研究中心教育部有机硅化合物及材料工程研究中心 主主 任任中国氟硅有机材料工业协会中国氟硅有机材料工业协会 常务理事常务理事中国氟硅有机材料工业协会技术培训中心中国氟硅有机材料工业协会技术培训中心 副副 主主 任任中国文物保护技术协会中国文物保护技术协会 理理 事事武汉大学科技考古研究中心学术委员会武汉大学科技考古研究中心学术委员会 委委 员员武大有机硅新材料股份公司武大有机硅新材料股份公司 总总 经经 理理武

2、大光子科技有限责任公司武大光子科技有限责任公司 董董 事事 长长 联系方式联系方式：（：（027027）6875252668752526，硅烷偶联剂硅烷偶联剂 有机硅材料的四大门类（硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷有机硅材料的四大门类（硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂）之一，是近年来发展很快的一类有机硅产品。偶联剂）之一，是近年来发展很快的一类有机硅产品。硅烷偶联剂具有品种多、结构复杂、用量少而效果显著、硅烷偶联剂具有品种多、结构复杂、用量少而效果显著、用途广泛等特点，其独特的性能与显著的改性效果，使用途广泛等特点，其独特的性能与显著的改性效果，使其应用领域不断扩大，产量大幅上升，国际上报道的硅其应

3、用领域不断扩大，产量大幅上升，国际上报道的硅烷偶联剂超过烷偶联剂超过100100种。种。硅烷偶联剂已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、硅烷偶联剂已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、复合材料工业及相关的高新技术领域中不可缺少的配套复合材料工业及相关的高新技术领域中不可缺少的配套化学助剂。化学助剂。几个概念几个概念有机硅硅烷（广义、狭义）偶联剂硅烷偶联剂 有机和高有机和高 有机硅材料有机硅材料 分子材料分子材料 及其加工品及其加工品 以石油、煤为基础以石油、煤为基础 以硅矿为基础以硅矿为基础 （硅是自然界最丰富的元素之一，（硅是自然界最丰富的元素之一，占地壳质量的四分之一多）占地壳质量的四分之

4、一多）取代或改性碳元素硅元素同族元素同族元素硅烷 狭义硅烷：狭义硅烷：通式用SiSin nH H2n+22n+2表示。SiHSiH4 4（甲）硅烷（甲）硅烷 SiSi2 2H H6 6 乙（二）硅烷乙（二）硅烷 SiSi3 3H H8 8 丙（三）硅烷丙（三）硅烷 硅烷衍生物：硅烷衍生物：当硅烷中的当硅烷中的H H被一种或一种以上的其它被一种或一种以上的其它基团取代后所得的衍生物，则称之为相应取基团取代后所得的衍生物，则称之为相应取代基硅烷，并可用通式：代基硅烷，并可用通式：R Rn nRRm mSiSiX X4-n-m4-n-m 表示。表示。式中，式中，R R为为H H、MeMe、EtEt、

5、ViVi、PhPh、链烯基、烷芳基及芳烷基等；、链烯基、烷芳基及芳烷基等；RR为为H H、R R 等；等；X X为相同或不相同的可水解基团，如卤素、烷氧基、酰为相同或不相同的可水解基团，如卤素、烷氧基、酰氧基，等等。氧基，等等。广义硅烷广义硅烷 包括所有硅烷及其衍生物。包括所有硅烷及其衍生物。硅烷分类：硅烷依其官能团所连接的原子可分为硅烷依其官能团所连接的原子可分为两大类：两大类：硅官能有机硅烷硅官能有机硅烷 碳官能有机硅烷碳官能有机硅烷 是一类官能团直接连在硅原子上的有机硅烷。是一类官能团直接连在硅原子上的有机硅烷。RnSiX4-nR R为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基及氢等；为烷基、芳基、芳烷

6、基、烷芳基及氢等；X X为一价可水解官能基，如卤素（主要是氯）、烷氧基、酰氧基、氨基及氢等。为一价可水解官能基，如卤素（主要是氯）、烷氧基、酰氧基、氨基及氢等。有机卤硅烷即为它们中的典型代表。有机卤硅烷即为它们中的典型代表。（CH3）2SiCl2 D4、DMC 有机硅聚合物有机硅聚合物 单体单体 环体环体硅官能有机硅烷硅官能有机硅烷 是一类有机基中连有官能团的有机硅烷。是一类有机基中连有官能团的有机硅烷。Y Y-R-Si(Me)R-Si(Me)n nX X3-3-n n Y Y为官能基为官能基(如如NHNH2 2、OCHOCH2 2-CH-CH（O O）CHCH2 2、OCOMe=CHOCOM

7、e=CH2 2、ClCl、OHOH、SHSH等等)；X X为一价易水解的官能基如卤素、为一价易水解的官能基如卤素、MeOMeO、EtOEtO、AcOAcO、MeOCMeOC2 2H H4 4O O、MeMe3 3SiO SiO 等；等；R R为亚烃基；为亚烃基；n n为为0-10-1。碳官能有机硅烷碳官能有机硅烷偶联剂偶联剂 偶联剂的基本定义：偶联剂的基本定义：一种能改善聚合物与无机物一种能改善聚合物与无机物实际实际粘接强粘接强度的材料。度的材料。这既可能是指真正粘接力的提高，也可这既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。

8、偶联剂还可能对界面区域产生改性作用，进。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用，以增强有机相与无机相的边界层。以增强有机相与无机相的边界层。硅烷偶联剂硅烷偶联剂 鉴于含有机官能团的硅烷是一种有机与无鉴于含有机官能团的硅烷是一种有机与无机杂交的结构，因而可作为偶联剂，用作在各机杂交的结构，因而可作为偶联剂，用作在各种环境条件下有机聚合物与无机物之间的粘接种环境条件下有机聚合物与无机物之间的粘接增进剂。增进剂。非硅烷偶联剂非硅烷偶联剂 铬络合物：铬络合物：Volan（Du Pont）原硅酸酯：原硅酸酯：原硅酸烯丙酯 其它原酸酯：其它原酸酯：磷酸氨苄酯、双十六烷基硼酸异丙 酯、辛基三异丙氧基锡、钛酸酯：

9、钛酸酯：系列含取代基的钛酸酯 其它含有机官能团的化合物其它含有机官能团的化合物 硅烷偶联剂硅烷偶联剂Silane Coupling Agents（SCA SCA）硅烷偶联剂硅烷偶联剂1 1.硅烷偶联剂概述硅烷偶联剂概述1.11.1硅烷偶联剂硅烷偶联剂化学结构与性质讨论化学结构与性质讨论1.21.2硅烷偶联剂作用原理硅烷偶联剂作用原理1.31.3硅烷偶联剂的选择及使用方法硅烷偶联剂的选择及使用方法 2 2.硅烷偶联剂品种及其合成硅烷偶联剂品种及其合成2.12.1硅烷偶联剂品种及分类硅烷偶联剂品种及分类2.22.2硅烷偶联剂的合成硅烷偶联剂的合成2.32.3有关硅烷偶联剂的专利有关硅烷偶联剂的专利

10、 3.3.硅烷偶联剂的应用硅烷偶联剂的应用3.13.1硅烷偶联剂的功能硅烷偶联剂的功能3.23.2常用硅烷偶联剂在各个领域的应用常用硅烷偶联剂在各个领域的应用4.4.硅烷偶联剂新应用专题硅烷偶联剂新应用专题5.5.硅烷偶联剂与其它偶联剂的比较硅烷偶联剂与其它偶联剂的比较 一、硅烷偶联剂概述一、硅烷偶联剂概述 通式通式 Y-R-Si（Men）X4-n-1 O O Y-Cl、-NH2、-OCH2-CH-CH2、-OC-CMeCH2、-NCO、-HN-HNCONH2、-NHCH2CH2NH2、-N3、NR2R/Cl等有机化合物官能团。等有机化合物官能团。X Cl、OMe、OEt、OAC、OCH2CH

11、2OCH等可水解硅官能团。等可水解硅官能团。R-(CH2)m-(m1或或3)，-C6H4等；等；n0，1，2。（主要为（主要为0）硅烷偶联剂硅烷偶联剂经典的硅烷偶联剂分子式通式一般为：经典的硅烷偶联剂分子式通式一般为：Y-R-Si-X3 比较特殊的包括：比较特殊的包括：乙烯基：乙烯基：CH2CH-Si（Men）X4-n-1 长链烷基：长链烷基：R-Si（Men）X4-n-1 （R R为超过为超过3 3碳的直链或侧链烷基）碳的直链或侧链烷基）其他：其他：如如(RO)3Si(CH2)S2-4(CH2)Si(OR)3，(RO)3SiCH2-CH2Si(OR)3，功能有机硅烷化合物等。功能有机硅烷化合

12、物等。硅烷偶联剂命名硅烷偶联剂命名名名 称称分分 子子 式式牌牌 号号乙烯基三乙氧基硅烷乙烯基三乙氧基硅烷H2CCHSi(OC2H5)3WD-20，A-151-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷H2CC(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3WD-70，A-174-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基丙基三乙氧基硅烷H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3WD-50，A-1100-（-氨乙基）氨丙基甲基二甲氧基硅烷氨乙基）氨丙基甲基二甲氧基硅烷H2NCH2CH2NH-(CH2)3SiMe(OCH3)2WD-52，KBM602-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷缩水甘油醚基丙基三甲

13、氧基硅烷H2CCHCH2O-(CH2)3Si(OCH3)3 OWD-60，A-187-（3，4-环氧基环己基）乙基三甲氧基硅烷环氧基环己基）乙基三甲氧基硅烷A-186-氯丙基三乙氧基硅烷氯丙基三乙氧基硅烷ClCH2CH2CH2Si(OC2H5)3WD-30双（双（3-三乙氧硅丙基）四硫化物三乙氧硅丙基）四硫化物(C2H5O)3SiCH2CH2CH22S4WD-40，Si-69OCH2CH2Si(OCH3)3常用硅烷偶联剂常用硅烷偶联剂 SCA SCA化学性质讨论化学性质讨论SCASCA中中硅官能团硅官能团的主要化学反应的主要化学反应水解或醇解反应水解或醇解反应 SiXH2O SiOH HX S

14、iXROH SiOR HX X为卤素，烷氧基等。为卤素，烷氧基等。水解缩合反应水解缩合反应 HX H2O2Si-X2H2O 2SiOH Si-O-Si异官能团缩合反应异官能团缩合反应 SiXHO-M Si-O-M SiXHO-Si Si-O-Si M代表无机物或有机物表面。代表无机物或有机物表面。前前3 3种反应讨论：种反应讨论：a.a.上述反应在有上述反应在有H H、OHOH或某些金属盐、氧化物或或某些金属盐、氧化物或加热情况下加速。加热情况下加速。b.b.水解或醇解速度：水解或醇解速度：ClOACOMeOEt X X X OH SiX SiOH SiOH SiOH X X OH OH 偶联

15、剂硅官能团水解后的硅羟基与偶联剂硅官能团水解后的硅羟基与H H2 2O O、或其极性基团的表面形成氢键。或其极性基团的表面形成氢键。硅烷偶联剂硅烷偶联剂碳官能团碳官能团主要化学反应主要化学反应烯基硅烷偶联剂烯基硅烷偶联剂 CH2CHSiX3 CH2CH(CH2)nSiX3 X为烷氧基为烷氧基 a.聚合与共聚反应聚合与共聚反应 b.加成反应加成反应含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂含甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂 CH2CCOOC3H6Si(OR)3 Me R主要为甲氧基主要为甲氧基 a.聚合反应聚合反应 Me nSiC3H6OOOCMeCH2 (CCH2)n OCOC3H6Si b.共聚合反应共聚合反应

16、SiC3H6OOOCMeCH2CH2CR/R (CMeCH2CH2CR/R)OCOC3H6Si RH，Me；R/Ph，Cl，ACO，COOH，COOR/(R/为为Me，Et，Bu，C2H4OH等等)。含卤素硅烷偶联剂含卤素硅烷偶联剂 Cl(CH2)nSiX3 n1，3。a.与胺反应与胺反应b.与叔胺反应生成季胺盐与叔胺反应生成季胺盐c.与羧酸盐、醇钠等与羧酸盐、醇钠等d.其它取代反应其它取代反应含氨基的硅烷偶联剂含氨基的硅烷偶联剂 H2NC3H6Si(OR)3a.a.加成反应加成反应SiC3H6NH2CH2CH SiC3H6NHCH2CH O OHSiC3H6NH2CH2CHCOO SiC3H

17、6NHCH2CH2COOSiC3H6NH2OCNC6H12 SiC3H6NHCONHC6H12b.b.与羧酸衍生物反应与羧酸衍生物反应 O C-R SiC3H6-NH2O SiC3H6NHCOR C-R O SiC3H6NH2HCOOMe SiC3H6NHCHOMeOH SiC3H6NH2H2NCOOEt SiC3H6NH2CONH2EtOH c.c.成盐反应成盐反应 SiC3H6NH2ClR SiC3H6NH2RClSiC3H6NH2HCl SiC3H6NH2HCl含环氧的硅烷偶联剂含环氧的硅烷偶联剂a.聚合反应聚合反应b.共聚合反应共聚合反应c.与含活泼的有机基团反应与含活泼的有机基团反应

18、含巯基的硅烷偶联剂含巯基的硅烷偶联剂a.与含不饱和基团的有机物加成反应与含不饱和基团的有机物加成反应b.氧化反应氧化反应碳官能团中碳官能团中R R基的影响基的影响a.a.芳基、烷基芳基、烷基b.b.(CH(CH2 2)n n，n n的多少的多少SCASCA的某些物化性质的某些物化性质硅烷偶联剂有关临界表面张力硅烷偶联剂有关临界表面张力硅烷偶联剂在基材上成膜后临界表面张力硅烷偶联剂在基材上成膜后临界表面张力c偶联剂结构偶联剂结构基基 材材cCF3(CF2)6CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3硼硅酸玻璃硼硅酸玻璃14(CF3)2CFO(CH2)Si(OCH3)3不锈钢不锈钢14CH3Si(O

19、CH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃22.5C2H5Si(OC2H5)3二氧化硅二氧化硅2633CH2CHSi(OC2H5)3二氧化硅二氧化硅30CH2CHSi(OCH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃25CH2C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃28H2NCH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃33.5CH3C6H4Si(OCH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃34H2N(CH2)3Si(OC2H5)3钠钠-钙玻璃钙玻璃35BrCH2C6H4Si(OCH3)3钠钠-钙玻璃钙玻璃39.5OCH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3 钠钠-钙玻璃钙玻璃38.542

20、.5C6H5Si(OCH3)3 钠钠-钙玻璃钙玻璃40Cl(CH2)3Si(OCH3)3 钠钠-钙玻璃钙玻璃40.5 硼硅酸玻璃硼硅酸玻璃43 不锈钢不锈钢44HS(CH2)3Si(OCH3)3 钠钠-钙玻璃钙玻璃41对对ClC6H4CH2CH2Si(OCH3)3 硼硅酸玻璃硼硅酸玻璃4045 二氧化硅二氧化硅44 不锈钢不锈钢47BrC6H4Si(OCH3)3 钠钠-钙玻璃钙玻璃43.5相对湿度相对湿度1%的空气的空气钠钠-钙玻璃钙玻璃47相对湿度相对湿度95%的空气的空气钠钠-钙玻璃钙玻璃29硅烷偶联剂碳官能团溶度参数与粘附性硅烷偶联剂碳官能团溶度参数与粘附性 溶度参数定义为内聚物能密度的

21、均方根：溶度参数定义为内聚物能密度的均方根：E =()1/2 V 临界表面张力临界表面张力c与溶度参数可成线性关系。与溶度参数可成线性关系。树脂的溶度参数与底材的溶度参数相近时树脂的溶度参数与底材的溶度参数相近时,该树该树脂脂(或涂料或涂料)对底材的附着力愈好。对底材的附着力愈好。硅烷偶联剂的水溶液硅烷偶联剂的水溶液 水中的溶解度水中的溶解度中性烷氧基硅烷在水中的溶解度中性烷氧基硅烷在水中的溶解度化化 合合 物物水的最高稀释量水的最高稀释量水（水（ml）时时 间间MeSi(OMe)310sViSi(OMe)345sEtSi(OMe)32min正正-BuSi(OMe)312min正正-己基己基S

22、i(OMe)325min(轻度混浊轻度混浊)PhSi(OMe)37min烷氧基硅烷在水中的溶解度（溶解在烷氧基硅烷在水中的溶解度（溶解在2ml异丙醇中的异丙醇中的1g样品）样品）CH3C6H4Si(OMe)3 9minClCH2C6H4Si(OMe)3 5.420min3ClCH2CH2CH2Si(OMe)3 4minCF3CH2CH2Si(OMe)3 14minHSCH2CH2CH2Si(OMe)3 7minCH2C(CH3)COOCH2CH2CH2Si(OMe)3 6minOCH2CHCH2OCH2CH2CH2Si(OMe)3 即刻即刻 溶液的稳定性溶液的稳定性 ViSi(OMe)ViSi

23、(OMe)3 3在水中的稳定性在水中的稳定性（浓度、溶剂、（浓度、溶剂、pHpH值和值和F F离子的影响）离子的影响）浓度（浓度（%）PH值值 添加的材料添加的材料 至混浊的时间至混浊的时间 10.0 1.5 HCl 29min 3.0 1.5 HCl 1h 0.1 1.5 HCl 100h 3.0 1.0 HCl 14min 3.0 1.5 HCl 1h 3.0 1.5 HCl0.001N HF 10min 3.0 1.5 25%MeOH 2h3.0 1.5 50%MeOH 8h3.0 2.0 HCl 5.5h3.0 4.5 HOAc 11h3.0 5.0 HOAcNaOH 2.25h3.0

24、 5.5 HOAcNaOH 0.75h3.0 6.0 HOAcNaOH 15s3.0 7.0 HOAcNaOH 1sa.随着用水稀释的程度增大而提高；随着用水稀释的程度增大而提高；b.受受pH值的影响很大，当值的影响很大，当pH值为值为24时，稳定性最高；时，稳定性最高；c.因的因的MeOH的存在而提高，因痕量的存在而提高，因痕量F离子而降低。离子而降低。RSi(OMe)RSi(OMe)3 3的的3%3%水溶液在水溶液在pHpH值值2 2时的稳定性时的稳定性 RSi(OMe)3中的中的R基基 至混浊的时间（至混浊的时间（h）Me 10.0 Vi 5.5 Et 7.0 Pr 5.25 CF3CH

25、2CH2 14.0 ClCH2CH2CH2 5.2 正丁基正丁基 0.75 混杂的戊基混杂的戊基 5.75 pH 7.0 在酸性条件下，各种在酸性条件下，各种RSi(OMe)RSi(OMe)3 3硅醇水溶液的硅醇水溶液的相对稳定性按高、低顺序排列如下：相对稳定性按高、低顺序排列如下：R RCFCF3 3CHCH2 2CHCH2 2、MeMe、EtEt、PhPh、ViVi、混杂的戊、混杂的戊基、基、PrPr、ClCHClCH2 2CHCH2 2CHCH2 2、正丁基。、正丁基。水溶液的组成水溶液的组成在在ViSi(OMe)ViSi(OMe)3 3的的10%10%水溶液中硅醇（盐）的组成（水溶液中

26、硅醇（盐）的组成（LentzLentz法）法）溶溶 液液组组 成（成（%）单体单体二聚物二聚物三聚物三聚物四聚物四聚物新鲜的新鲜的 pH2.082153混浊的混浊的 pH2.0342330131:1 NaOH45312042:1 NaOH781753:1 NaOH937 a.在在-氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液加入氨水后，氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液加入氨水后，容易形成不溶性的凝胶，按此推理，容易形成不溶性的凝胶，按此推理，-氨丙基三烷氨丙基三烷氧基硅烷在水溶液中应该会缩聚成不溶物，使溶液氧基硅烷在水溶液中应该会缩聚成不溶物，使溶液混浊。混浊。然而，然而，-氨丙基三烷氧基硅烷在水中可以形成氨丙基三烷氧基

27、硅烷在水中可以形成低浓度的溶液，其原因。低浓度的溶液，其原因。其原因可能与形成内氢键的七员环有关。其原因可能与形成内氢键的七员环有关。氨基硅烷偶联剂水溶液氨基硅烷偶联剂水溶液 b.-氨丙基三烷氧基硅烷在酸性（氨丙基三烷氧基硅烷在酸性（Ph=36）溶）溶液中，该溶液比较稳定，其原因是生产两性离子液中，该溶液比较稳定，其原因是生产两性离子O(HO)2 Si-CH2CH2CH2NH+3。硅烷偶联剂作用原理硅烷偶联剂作用原理 硅烷偶联剂在提高复合材料方面性能方面的显著效果虽已硅烷偶联剂在提高复合材料方面性能方面的显著效果虽已得到普遍的认可，但如何解释硅烷偶联剂的作用机理，至今得到普遍的认可，但如何解释

28、硅烷偶联剂的作用机理，至今还没有一种理论能够解释所有的事实。还没有一种理论能够解释所有的事实。鉴于界面上的极少量硅烷偶联剂会对复合材料的性能产生鉴于界面上的极少量硅烷偶联剂会对复合材料的性能产生显著的影响，可以期望：显著的影响，可以期望：阐明偶联机理将有助于了解有机聚阐明偶联机理将有助于了解有机聚合物对无机物表面粘接的基本属性，从而有助于正确而广泛合物对无机物表面粘接的基本属性，从而有助于正确而广泛得使用硅烷偶联剂。得使用硅烷偶联剂。该理论认为这类化合物基团该理论认为这类化合物基团X X（如烷氧基）能与如玻璃、（如烷氧基）能与如玻璃、金属、硅酸盐等表面上的金属、硅酸盐等表面上的M-OHM-OH

29、（M=SiM=Si，AlAl，FeFe等）起化学反等）起化学反应形成化学键；应形成化学键；Y Y基团能与树脂起反应形成化学键。这样两基团能与树脂起反应形成化学键。这样两种性质差别很大的材料，以化学键而种性质差别很大的材料，以化学键而“偶联偶联”起来，获得了起来，获得了良好的粘结，这也就是把这类化合物称为偶联剂的原因。良好的粘结，这也就是把这类化合物称为偶联剂的原因。宏观测试宏观测试微观验证：微观验证：光谱研究光谱研究FT-IRFT-IR，RamanRaman光谱及光谱及ATRATR等技术等技术同位素研究同位素研究放射示踪技术放射示踪技术化学键理论化学键理论是最古老也是大家最熟悉的理论。是最古老

30、也是大家最熟悉的理论。其他有关偶联机理的理论其他有关偶联机理的理论浸润效应和表面能效应理论浸润效应和表面能效应理论变形层理论变形层理论约束层理论约束层理论摩擦层理论摩擦层理论可逆水解键理论可逆水解键理论酸酸-碱反应理论碱反应理论润滑作用理论润滑作用理论抗水应力腐蚀理论抗水应力腐蚀理论 所有这些理论从不同角度描述了各种条所有这些理论从不同角度描述了各种条件下通过硅烷偶联剂起作用时所包含的件下通过硅烷偶联剂起作用时所包含的一些因素。一些因素。此外，这些理论也未完全描述含有机官此外，这些理论也未完全描述含有机官能团硅烷起到偶联剂作用以外的其它作能团硅烷起到偶联剂作用以外的其它作用时的机理，如交联作用

31、、助催化作用用时的机理，如交联作用、助催化作用等。等。硅烷偶联剂的选择及使用方法硅烷偶联剂的选择及使用方法 不同品种的硅烷偶联剂并无好坏之分，只不同品种的硅烷偶联剂并无好坏之分，只有是否合适匹配之分。有是否合适匹配之分。从偶联机理和实际应用效果出发，选择硅从偶联机理和实际应用效果出发，选择硅烷偶联剂时，应当主要考虑有机聚合物的应用烷偶联剂时，应当主要考虑有机聚合物的应用性能、无机材料的特性、界面性能等因素。性能、无机材料的特性、界面性能等因素。参考以下因素来选择硅烷偶联剂：（1）硅烷偶联剂碳官团与有机聚合物中官能团可能化学键合；（2）硅烷偶联剂与材料表面能形成氢键；（3）硅烷偶联剂碳官能团的溶

32、度参数（）与有机聚合物溶度参数近似；（4 4）硅烷偶联剂能使无机表面的临界表面张力）硅烷偶联剂能使无机表面的临界表面张力接近有机聚合物的临界表面张力；接近有机聚合物的临界表面张力；（5 5）硅烷偶联剂与有机聚合物在粘合边界能形）硅烷偶联剂与有机聚合物在粘合边界能形成互穿网络或半互穿网络结构；成互穿网络或半互穿网络结构；（6 6）硅烷偶联剂与体系中其它材料或助剂的相）硅烷偶联剂与体系中其它材料或助剂的相互作用及影响；互作用及影响；（7 7）满足复合材料使用性能（如耐温性能、亲）满足复合材料使用性能（如耐温性能、亲水疏水性能、机械性能、电性能等）；水疏水性能、机械性能、电性能等）；（8 8）评价综

33、合性能，并考虑性价比。）评价综合性能，并考虑性价比。硅烷偶联剂的的选定最终要依据实验和应硅烷偶联剂的的选定最终要依据实验和应用效果来确定。必要时考虑不同硅烷偶联剂的用效果来确定。必要时考虑不同硅烷偶联剂的配合使用。配合使用。硅烷偶联剂的使用方法 硅烷偶联剂使用方法正确与否，直接影响其使用效果。硅烷偶联剂使用方法正确与否，直接影响其使用效果。实践中常常出现因使用方法不当造成硅烷偶联剂失效或实践中常常出现因使用方法不当造成硅烷偶联剂失效或达不到理想效果的事例。达不到理想效果的事例。（1 1）直接混合法，又称整体掺混法、迁移法等；）直接混合法，又称整体掺混法、迁移法等；（2 2）硅烷偶联剂有机溶剂溶

34、液处理填料；）硅烷偶联剂有机溶剂溶液处理填料；（3 3）硅烷偶联剂水溶液（或醇）硅烷偶联剂水溶液（或醇-水溶液）处理填料；水溶液）处理填料；（4 4）干混法处理填料；）干混法处理填料；（5 5）底胶）底胶(漆漆)处理法，分别采用硅烷、硅烷溶液、硅烷与液态处理法，分别采用硅烷、硅烷溶液、硅烷与液态有机聚合物混合物作为底涂材料；有机聚合物混合物作为底涂材料；（6 6）两种或以上硅烷偶联剂同时使用；）两种或以上硅烷偶联剂同时使用；（7 7）使用硅烷偶联剂的同时，加入促进硅烷偶联剂的催化剂使用硅烷偶联剂的同时，加入促进硅烷偶联剂的催化剂.硅烷偶联剂用量的确定硅烷偶联剂用量的确定 当硅烷偶联剂用于处理有

35、机当硅烷偶联剂用于处理有机/无机复合材料时，可从理论上无机复合材料时，可从理论上计算硅烷偶联剂的用量。计算硅烷偶联剂的用量。被处理材料（基体）单位比表面积所占反应活性点（如Si-OH）数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度（如单分子层、多分子层或整体层）是决定基体表面硅基化所需硅烷偶联剂用量的关键因素。研究人员甚至列出了计算硅烷偶联剂用量的公式：研究人员甚至列出了计算硅烷偶联剂用量的公式：硅烷用量（硅烷用量（g g）=填料质量（填料质量（g g）填料比表面积（填料比表面积（mm2 2）硅烷的可润湿面积（硅烷的可润湿面积（mm2 2/g/g）由于硅烷多个可水解基团自身缩合反应、基体表面反应活性点随着外

36、由于硅烷多个可水解基团自身缩合反应、基体表面反应活性点随着外界条件的变化等因素影响计算的准确性，同时填料比表面、不同硅烷的可润界条件的变化等因素影响计算的准确性，同时填料比表面、不同硅烷的可润湿面积测定计算较为复杂，理论计算硅烷用量在实际应用中往往并不经常采湿面积测定计算较为复杂，理论计算硅烷用量在实际应用中往往并不经常采用。用。以理论计算为参考，在实际应用中可采用简以理论计算为参考，在实际应用中可采用简单的单的用量调整试验用量调整试验来确定硅烷偶联剂的用量。来确定硅烷偶联剂的用量。如：直接混合时，可按有机聚合物质量的如：直接混合时，可按有机聚合物质量的0.5-2%0.5-2%添加，添加，同时

37、改变添加比例根据对比测定效果来确定合适的用量；同时改变添加比例根据对比测定效果来确定合适的用量；或在用硅烷溶液处理填料时，配制或在用硅烷溶液处理填料时，配制1-5%1-5%（质量分数）（质量分数）浓度的硅烷溶液，同时调整浓度进行对比，从而确定合适浓度的硅烷溶液，同时调整浓度进行对比，从而确定合适的浓度。的浓度。二、硅烷偶联剂品种二、硅烷偶联剂品种 及其合成及其合成 硅烷偶联剂品种及分类硅烷偶联剂品种及分类 目前报道过的硅烷偶联剂已超过目前报道过的硅烷偶联剂已超过100100种。种。上世纪上世纪4040年代美国年代美国UCCUCC和和Dow CorningDow Corning公司开发和公布了一

38、公司开发和公布了一系列具有典型结构的硅烷偶联剂；系列具有典型结构的硅烷偶联剂；50 50年代提出并发展了含氨基的硅烷偶联剂和改性氨基硅年代提出并发展了含氨基的硅烷偶联剂和改性氨基硅烷偶联剂；烷偶联剂；这些品种到现在仍然是常用和重要的硅烷偶联剂品种。这些品种到现在仍然是常用和重要的硅烷偶联剂品种。60 60年代出现了含过氧化物和具有重氮或叠氮结构的硅烷年代出现了含过氧化物和具有重氮或叠氮结构的硅烷偶联剂；偶联剂；此后，又陆续开发了各种特殊结构的新偶联剂品种。此后，又陆续开发了各种特殊结构的新偶联剂品种。这些硅烷偶联剂中，只有这些硅烷偶联剂中，只有5050种左右作为商品得到应用，而常种左右作为商品

39、得到应用，而常用的只有用的只有2020种左右。种左右。硅烷偶联剂的分类方法很多。在市场上常常按有硅烷偶联剂的分类方法很多。在市场上常常按有机官能团的结构来进行分类，其类别大致有：机官能团的结构来进行分类，其类别大致有：链烯基链烯基（乙烯基、丙烯基等）（乙烯基、丙烯基等）卤烃基卤烃基（氯、氟、溴、碘等）（氯、氟、溴、碘等）氨烃基氨烃基（氨基、脲基、改性氨基、苯胺基、阳离子烃基等）（氨基、脲基、改性氨基、苯胺基、阳离子烃基等）环氧烃基环氧烃基甲基丙烯酰氧基甲基丙烯酰氧基含硫基含硫基（四硫化物、二硫化物、巯基、硫氰基等）（四硫化物、二硫化物、巯基、硫氰基等）拟卤基拟卤基（氰基、异氰酸基、掩蔽异氰酸基

40、等）（氰基、异氰酸基、掩蔽异氰酸基等）重氮和叠氮基重氮和叠氮基醛烃基醛烃基酯基酯基酸基酸基（羧基、膦酸基、磺酸基等）（羧基、膦酸基、磺酸基等）羟基羟基磷化或磷酸酯烃基磷化或磷酸酯烃基多官能及聚合体基多官能及聚合体基长链烷基长链烷基紫外活性和荧光硅烷紫外活性和荧光硅烷无官能团双节硅烷无官能团双节硅烷等等等等硅烷偶联剂的合成硅烷偶联剂的合成 Men Y-R-Si-X4-n-1（1 1）硅氢催化加成反应：）硅氢催化加成反应：通过此反应在硅烷上引入有机官能团。通过此反应在硅烷上引入有机官能团。（2 2）烷氧基化反应（又称酯化反应、醇解反应）：）烷氧基化反应（又称酯化反应、醇解反应）：通过此反应取代氯硅

41、通过此反应取代氯硅烷中的氯引入硅官能团。烷中的氯引入硅官能团。（3 3）基团转换反应：）基团转换反应：通过此反应实现有机官能团的转换。通过此反应实现有机官能团的转换。（4 4）甲基氯硅烷的氯化反应（合成）甲基氯硅烷的氯化反应（合成-官能团硅烷）官能团硅烷）ClCl2 2，光，光 烷氧基化烷氧基化 基团转换基团转换CHCH3 3SiClSiCl3 3 ClCH ClCH2 2SiClSiCl3 3 ClCH ClCH2 2Si(OR)Si(OR)3 3 Y-CH Y-CH2 2Si(OR)Si(OR)3 3（5 5）硅）硅/醇直接合成法：醇直接合成法：此方法合成的三烷氧基硅烷是合成此方法合成的三

42、烷氧基硅烷是合成三烷氧基硅烷偶联剂的基础，是代表发展方向的先进方法。合三烷氧基硅烷偶联剂的基础，是代表发展方向的先进方法。合成步骤短、投资少、无环境污染是这种方法的优势所在。成步骤短、投资少、无环境污染是这种方法的优势所在。Si+HOR HSi(OR)3 +Si(OR)4 +H2 （R=CH3，C2H5）HSi(OR)HSi(OR)3 3 Y-R-Si(OR)Y-R-Si(OR)3 3硅硅HORHORHSi(OR)HSi(OR)3 3 Si(OR)Si(OR)4 4 Y-R-Si(OR)Y-R-Si(OR)3 3 SiOSiO2 2HORHOR硅橡胶等硅橡胶等复合材料复合材料武汉大学武汉大学：

43、硅：硅/醇直接法循环体系醇直接法循环体系 超纯石英材料超纯石英材料纳米纳米二氧二氧化硅化硅 有关硅烷偶联剂的专利有关硅烷偶联剂的专利 (巯基有机基巯基有机基)烷氧基硅烷的制备方法烷氧基硅烷的制备方法/CN200410092281.43-N-(2-氨乙基氨乙基)氨烷基烷氧基硅烷的制备方法氨烷基烷氧基硅烷的制备方法/CN200410041992.93-氯丙基三氯硅烷的制备方法氯丙基三氯硅烷的制备方法/CN94118297.5r-(2,3-环氧丙氧环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的制备方法丙基三甲氧基硅烷的制备方法/CN03113402.5r-氯丙基三氯硅烷的制备工艺氯丙基三氯硅烷的制备工艺/CN9010

44、5667.7-烯烃烯烃/链烯基硅烷共聚物及其制备方法链烯基硅烷共聚物及其制备方法/CN90109690.3-氨丙基三乙氧基硅烷的制备方法氨丙基三乙氧基硅烷的制备方法/CN94114266.3包括双包括双-烷氧基硅烷四硫化物作为偶联剂的轮胎及行驶胎面烷氧基硅烷四硫化物作为偶联剂的轮胎及行驶胎面/CN02808043.2长链烷基硅烷的制备方法长链烷基硅烷的制备方法/CN200410041990.X从硅烷中去除含氢硅烷的方法从硅烷中去除含氢硅烷的方法/CN93120581.6带有氰硫基的有机烷氧基硅烷的制备方法带有氰硫基的有机烷氧基硅烷的制备方法/CN02818172.7硅烷交联电力电缆工艺硅烷交联

45、电力电缆工艺/CN95115929.1含含-氨乙基氨乙基-氨丙基基团的有机硅烷偶联剂的生产废料的回收处理方法氨丙基基团的有机硅烷偶联剂的生产废料的回收处理方法/CN03112874.2含硫硅烷偶联剂含硫硅烷偶联剂/CN01803480.2含取代氨基硅烷化合物的含取代氨基硅烷化合物的烯烃聚合催化剂烯烃聚合催化剂/CN98125937.5含异氰酸酯基团的硅烷的制备方法含异氰酸酯基团的硅烷的制备方法/CN200310112706.9含有三氟丙基取代的硅烷作为聚合含有三氟丙基取代的硅烷作为聚合-烯烃的催化剂烯烃的催化剂/CN91105405.7环己基烷氧基硅烷的制备方法环己基烷氧基硅烷的制备方法/CN

46、01133686.2甲硅烷基化聚合物和氨基硅烷粘合促进剂的组合物甲硅烷基化聚合物和氨基硅烷粘合促进剂的组合物/CN00811662.8经过硅烷处理的无机颜料经过硅烷处理的无机颜料/CN96198717.0具有亲水基团的硅烷及其制备方法和应用具有亲水基团的硅烷及其制备方法和应用/CN94107821.3聚硫硅烷化合物的生产方法聚硫硅烷化合物的生产方法/CN00109769.5可用作偶联剂的多官能有机硅烷及其制备方法可用作偶联剂的多官能有机硅烷及其制备方法/CN01818788.9巯烃基烷氧基硅烷的制备方法巯烃基烷氧基硅烷的制备方法/CN200310112707.3三甲氧基硅烷的工业化制备方法三甲

47、氧基硅烷的工业化制备方法/CN03113359.2室温硅烷交联聚乙烯塑料及其制备方法室温硅烷交联聚乙烯塑料及其制备方法/CN200310109010.0双双(叔丁氨基叔丁氨基)硅烷的生产和纯化方法硅烷的生产和纯化方法/CN200410001869.4铜基催化剂及其制备方法和用途以及制备烷基卤代硅烷的方法铜基催化剂及其制备方法和用途以及制备烷基卤代硅烷的方法/CN96118547.3烷基烷基(氨基氨基)二烷氧基硅烷的制备二烷氧基硅烷的制备/CN99803702.8烷基卤硅烷的生产方法烷基卤硅烷的生产方法/CN86107649烷氧基硅烷的直接合成工艺烷氧基硅烷的直接合成工艺/CN02113594.

48、0烯丙基硅烷的制备方法烯丙基硅烷的制备方法/CN200510040145.5一种含硫硅烷偶联剂与炭黑、白炭黑的混合物颗粒一种含硫硅烷偶联剂与炭黑、白炭黑的混合物颗粒/CN03221555.X以含环氧基的硅烷为基础的涂料组合物以含环氧基的硅烷为基础的涂料组合物/CN98808626.3阴离子聚合物与具有硅阴离子聚合物与具有硅-氢键的三烷氧基硅烷的偶联氢键的三烷氧基硅烷的偶联/CN96194003.4应用再分配反应的改进的有机硅烷制备方法应用再分配反应的改进的有机硅烷制备方法/CN97195464.X用硅烷处理的无机材料的检测方法用硅烷处理的无机材料的检测方法/CN96107204.0用硅烷偶联剂

49、下脚料生产正硅酸乙酯的方法用硅烷偶联剂下脚料生产正硅酸乙酯的方法/CN95112029.8用以制造硫醇基有机基用以制造硫醇基有机基(烷氧基硅烷烷氧基硅烷)的方法的方法/CN200510103601.6用于涂覆玻璃纤维、用于胶粘剂和用于保护涂料的含三嗪的多硅烷偶联剂用于涂覆玻璃纤维、用于胶粘剂和用于保护涂料的含三嗪的多硅烷偶联剂/CN89101696.1有机官能硅烷的制备方法有机官能硅烷的制备方法/CN03823304.5有机硅烷的连续制备方法有机硅烷的连续制备方法/CN03817180.5有机氯硅烷和有机氯硅烷和/或氯硅烷合成工艺残渣的处理方法或氯硅烷合成工艺残渣的处理方法/CN9519024

50、9.0直接法合成烷氧基硅烷直接法合成烷氧基硅烷/CN92108098.0制备（巯基有机基）烷氧基硅烷的方法制备（巯基有机基）烷氧基硅烷的方法/CN200410092279.7制 备 含 有 缩 水 甘 油 醚 基 团 的 烷 氧 基 硅 烷 的 部 分 缩 合 物 的 方 法制 备 含 有 缩 水 甘 油 醚 基 团 的 烷 氧 基 硅 烷 的 部 分 缩 合 物 的 方 法/CN200310102758.8制备基于含环氧基硅烷组合物的方法制备基于含环氧基硅烷组合物的方法/CN94194066.7制备巯烷基烷基二烷氧基硅烷的方法制备巯烷基烷基二烷氧基硅烷的方法/CN200380106102.1

51、制备巯烷基烷氧基硅烷的方法制备巯烷基烷氧基硅烷的方法/CN03818799.X中性中性氯丙基三甲氧基硅烷的制备方法氯丙基三甲氧基硅烷的制备方法/CN94114257.4中性乙烯基三乙氧基硅烷的制备方法中性乙烯基三乙氧基硅烷的制备方法/CN94114265.5仲氨基异丁基烷氧基硅烷的制备仲氨基异丁基烷氧基硅烷的制备/CN01809069.9-巯丙基三甲氧基硅烷的制备方法巯丙基三甲氧基硅烷的制备方法/CN02139102.5氨基硅烷偶联剂及其生产方法氨基硅烷偶联剂及其生产方法/CN97107141.1(苯磺酰苯磺酰)二氟甲基二氟甲基三甲基硅烷的制备方法三甲基硅烷的制备方法/CN2005100277

52、60.2三、硅烷偶联剂的应用三、硅烷偶联剂的应用 硅烷偶联剂的功能硅烷偶联剂的功能 根据硅烷偶联剂的结构和特性，其主根据硅烷偶联剂的结构和特性，其主要功能可以概括为：要功能可以概括为：提高有机提高有机-无机材料界面的粘接性无机材料界面的粘接性 可水解基团的反应性可水解基团的反应性 有机官能团在有机材料表面的可固定性有机官能团在有机材料表面的可固定性 硅烷本身及引入有机基团的各种特殊性能硅烷本身及引入有机基团的各种特殊性能 一是可用作异种基体间的弹性桥联剂，即改善两种一是可用作异种基体间的弹性桥联剂，即改善两种不同化学性能材料之间的粘接性，达到提高制品的不同化学性能材料之间的粘接性，达到提高制品

53、的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的；机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的；二是可用作材料表面改性剂，赋予防水、防静电、二是可用作材料表面改性剂，赋予防水、防静电、防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能；防霉、防臭、抗血凝及生理惰性等性能；三是用作非交联聚合物体系的交联固化剂，使其实三是用作非交联聚合物体系的交联固化剂，使其实现常温常压固化。现常温常压固化。此外，硅烷偶联剂也可直接作为合成单体使用。此外，硅烷偶联剂也可直接作为合成单体使用。常用硅烷偶联剂在各个领域的应用常用硅烷偶联剂在各个领域的应用 硅烷偶联剂已经有硅烷偶联剂已经有6060多年的应用历史，硅烷偶联剂从最多年的应用历史

54、，硅烷偶联剂从最初的玻纤处理剂已经发展到如今在各个领域的广泛应用。初的玻纤处理剂已经发展到如今在各个领域的广泛应用。有机硅有机硅化合物及材料化合物及材料建筑建筑航天航空航天航空国防军工国防军工塑料橡胶塑料橡胶涂料油墨涂料油墨仪器仪表仪器仪表汽车汽车粘胶剂粘胶剂轻工轻工电子电气电子电气文物保护文物保护化工化工纺织纺织机械冶金机械冶金个人保健个人保健食品医药食品医药（1 1）玻璃纤维增强材料）玻璃纤维增强材料 硅烷偶联剂在该领域的应用已非常成熟。通过硅烷偶联剂使树脂与玻硅烷偶联剂在该领域的应用已非常成熟。通过硅烷偶联剂使树脂与玻璃纤维实现化学键合后，既可将树脂中产生的应力有效地传递给高强度的璃纤维

55、实现化学键合后，既可将树脂中产生的应力有效地传递给高强度的玻璃纤维，从而提高复合材料的强度，还能有效减轻由于水分入侵而引起玻璃纤维，从而提高复合材料的强度，还能有效减轻由于水分入侵而引起的粘接力退化，有效保持或显著提高复合材料的湿态机械性能及稳定的电的粘接力退化，有效保持或显著提高复合材料的湿态机械性能及稳定的电气性能。经过硅烷处理的玻璃纤维可用作大多数热固性及热塑性树脂的增气性能。经过硅烷处理的玻璃纤维可用作大多数热固性及热塑性树脂的增强材料，如：热固性树脂玻璃纤维增强材料，热塑性树脂玻璃纤维增强材强材料，如：热固性树脂玻璃纤维增强材料，热塑性树脂玻璃纤维增强材料，橡胶玻璃纤维增强材料，玻璃

56、布后处理涂料，隔热隔音材料等。料，橡胶玻璃纤维增强材料，玻璃布后处理涂料，隔热隔音材料等。（2 2）处理无机粉末填料）处理无机粉末填料 经硅烷偶联剂处理的各种无机粉末填料，明显改善了填料经硅烷偶联剂处理的各种无机粉末填料，明显改善了填料与有机聚合物间的相容性与粘接性，从而有效提高了复合材料与有机聚合物间的相容性与粘接性，从而有效提高了复合材料制品的机械强度。由于改善了加工性及增强了填料对有机物的制品的机械强度。由于改善了加工性及增强了填料对有机物的润湿性及分散性，从而体系中可加入更高比例的填料，并减少润湿性及分散性，从而体系中可加入更高比例的填料，并减少因潮湿引起的机械和电气性能的下降。因潮湿

57、引起的机械和电气性能的下降。（3 3）粘接、密封胶的增粘剂）粘接、密封胶的增粘剂 硅烷偶联剂被广泛用作环氧、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛硅烷偶联剂被广泛用作环氧、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛及丁腈橡胶的黏合剂；聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基及丁腈橡胶的黏合剂；聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基以及硅橡胶等密封胶的增粘剂，它可以有效提高橡胶或树脂以及硅橡胶等密封胶的增粘剂，它可以有效提高橡胶或树脂对各类基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等干态黏接力对各类基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等干态黏接力，还能满意地改善其湿态黏接保持率。硅烷既可作基材表面，还能满意地改善其湿态黏接保持率。硅烷既可作基材表面底涂，

58、也可掺混到树脂或橡胶中，效果十分显著。底涂，也可掺混到树脂或橡胶中，效果十分显著。（4 4）橡胶加工剂）橡胶加工剂 硅烷偶联剂可显著提高填充橡胶的物理及加工性能。其硅烷偶联剂可显著提高填充橡胶的物理及加工性能。其中物理性能的提高是基于硅烷偶联剂使填料与基胶实现化学中物理性能的提高是基于硅烷偶联剂使填料与基胶实现化学键合；加工性能的改进是由于硅烷偶联剂提高了填料在基胶键合；加工性能的改进是由于硅烷偶联剂提高了填料在基胶中分散性，从而降低了混炼胶料的黏度。如硅烷偶联剂中分散性，从而降低了混炼胶料的黏度。如硅烷偶联剂(EtO)(EtO)3 3SiCSiC3 3H H6 6 2 2S S4 4对橡胶具

59、有多功能的作用，可兼作加工的对橡胶具有多功能的作用，可兼作加工的补强剂、偶联剂及增塑剂。补强剂、偶联剂及增塑剂。（5 5）聚烯烃交联剂）聚烯烃交联剂 硅烷偶联剂被大量使用于用作电缆绝缘料的硅烷交联聚烯硅烷偶联剂被大量使用于用作电缆绝缘料的硅烷交联聚烯烃中。如使用硅烷交联的聚乙烯生产方法中，硅烷偶联剂可用烃中。如使用硅烷交联的聚乙烯生产方法中，硅烷偶联剂可用于两步法，即先制成硅烷接枝聚乙烯，再加工成型；也可用于于两步法，即先制成硅烷接枝聚乙烯，再加工成型；也可用于一步法中，即聚乙烯的硅烷接枝及产品成型在同一台挤出机中一步法中，即聚乙烯的硅烷接枝及产品成型在同一台挤出机中完成；还可用于共聚法中，即

60、在合成聚乙烯过程中实现接枝。完成；还可用于共聚法中，即在合成聚乙烯过程中实现接枝。（6 6）涂料、油墨的增黏剂）涂料、油墨的增黏剂 硅烷偶联剂广泛用作各种涂料、油墨的增黏剂，包硅烷偶联剂广泛用作各种涂料、油墨的增黏剂，包括不同黏度的油漆、油墨的悬浮液或溶剂，可直接掺入括不同黏度的油漆、油墨的悬浮液或溶剂，可直接掺入，或用作底涂。可明显改善其粘接力及抗老化性能，或，或用作底涂。可明显改善其粘接力及抗老化性能，或提高耐盐雾及抗潮湿性能，或保持良好的抗磨性。提高耐盐雾及抗潮湿性能，或保持良好的抗磨性。（7 7）文物保护领域）文物保护领域 硅烷偶联剂是重要的文物保护材料之一，同时要与其他材料硅烷偶联剂

61、是重要的文物保护材料之一，同时要与其他材料配合使用。配合使用。文物保护的综合性很强，需要从治理和预防两个方面进行。文物保护的综合性很强，需要从治理和预防两个方面进行。在治理过程中，要力争恢复已损文物的原貌，在治理过程中，要力争恢复已损文物的原貌，“修旧如旧修旧如旧”，通，通过硅烷等材料进行加固、还原、修复，同时进行表面保护，增加过硅烷等材料进行加固、还原、修复，同时进行表面保护，增加其保存稳定性；在预防过程中，采用合适的材料和技术措施防止其保存稳定性；在预防过程中，采用合适的材料和技术措施防止和减缓各种有害因素的损害。和减缓各种有害因素的损害。各种硅烷、硅烷衍生物、硅烷聚合体与其他材料配合使用

62、，各种硅烷、硅烷衍生物、硅烷聚合体与其他材料配合使用，在文物保护中表现出良好的材料结合性、渗透性、耐候性、防水在文物保护中表现出良好的材料结合性、渗透性、耐候性、防水性、生理惰性，很好地保持文物原貌，符合环保和生态要求。性、生理惰性，很好地保持文物原貌，符合环保和生态要求。在我国，硅烷等材料用于土遗址、砖、瓦、石、陶瓷、金属在我国，硅烷等材料用于土遗址、砖、瓦、石、陶瓷、金属、纺织品、壁画彩绘、字画等文物的保护已有近、纺织品、壁画彩绘、字画等文物的保护已有近2020年的历史。年的历史。西安大雁塔西安大雁塔 塔顶、塔体防渗透塔顶、塔体防渗透保护工程保护工程2000年年西安大明宫含元殿遗西安大明宫

63、含元殿遗址保护工程办公室打址保护工程办公室打造的试验夯土墙造的试验夯土墙 保护试验保护试验 2002年年l乾乾 陵陵鸵鸟基座的封护处理鸵鸟基座的封护处理1999年年内蒙乌海召烧沟岩画内蒙乌海召烧沟岩画2001-2002年年l半坡遗址半坡遗址户外土隔梁保护试验户外土隔梁保护试验金砖（地砖）金砖（地砖）红墙红墙琉璃瓦琉璃瓦石栏石栏彩绘彩绘（8 8）合成原料）合成原料 硅烷偶联剂可直接作为原料参与材料合成。硅烷偶联剂可直接作为原料参与材料合成。如通过基团转换反应合成各种新型硅烷偶联剂；作为如通过基团转换反应合成各种新型硅烷偶联剂；作为助剂参与硅油的聚合反应；作为单体进行均聚、与其它有助剂参与硅油的聚

64、合反应；作为单体进行均聚、与其它有机单体进行共聚等反应。机单体进行共聚等反应。其它一些领域包括：（1 1）色谱柱硅烷化处理剂。）色谱柱硅烷化处理剂。用合适的硅烷处理气用合适的硅烷处理气-液相色谱柱用二氧化硅填液相色谱柱用二氧化硅填料，可减少极性有机化合物的拖尾现象。料，可减少极性有机化合物的拖尾现象。（2 2）土壤改性。）土壤改性。硅烷及其它有机聚合物材料处理过的泥土铺在土壤上方，硅烷及其它有机聚合物材料处理过的泥土铺在土壤上方，能最大限度地吸收水分并形成水分蒸发的屏障。阻止雨水向地壳表层渗透的能最大限度地吸收水分并形成水分蒸发的屏障。阻止雨水向地壳表层渗透的天然水聚集技术，为加速开发比较干旱

65、的许多地区提供了可能性。天然水聚集技术，为加速开发比较干旱的许多地区提供了可能性。（3 3）固定化的金属络合物催化剂。）固定化的金属络合物催化剂。利用含三个可水解基团的配位体硅烷，利用含三个可水解基团的配位体硅烷，可将金属络合物催化剂键合到不溶性大分子的表面上，形成兼具均相催化剂可将金属络合物催化剂键合到不溶性大分子的表面上，形成兼具均相催化剂的高活性、高选择性与非均相催化剂的易操作优点的催化体系。的高活性、高选择性与非均相催化剂的易操作优点的催化体系。（4 4）抗微生物剂。）抗微生物剂。与表面键合的有机硅季铵氯化物有增强抗菌与灭藻的作与表面键合的有机硅季铵氯化物有增强抗菌与灭藻的作用，对范围

66、广泛的微生物具有杀抑活性，键合着的水解产物不会因多次水洗用，对范围广泛的微生物具有杀抑活性，键合着的水解产物不会因多次水洗而流失。而流失。（5 5）多肽的合成与固定化酶。）多肽的合成与固定化酶。在多肽的合成中，用硅烷处理二氧化硅载体在多肽的合成中，用硅烷处理二氧化硅载体或孔径受控的微孔玻璃载体，一旦初始氨基酸基团被偶合到载体上，便可采或孔径受控的微孔玻璃载体，一旦初始氨基酸基团被偶合到载体上，便可采用肽的各种合成方法。在发酵工业中，需要从微生物中获取具有催化性的酶用肽的各种合成方法。在发酵工业中，需要从微生物中获取具有催化性的酶，但由于酶的分离困难、酶的不稳定性以及很难将酶从反应混合物中分离干，但由于酶的分离困难、酶的不稳定性以及很难将酶从反应混合物中分离干净，使酶在催化反应中的应用受到了限制，利用硅烷将酶固定在固体载体上净，使酶在催化反应中的应用受到了限制，利用硅烷将酶固定在固体载体上，便可克服上述局限性。，便可克服上述局限性。（6 6）液晶。）液晶。在液晶显示中，用合适硅烷处理的氧化物表面能使液晶对表在液晶显示中，用合适硅烷处理的氧化物表面能使液晶对表面垂直取向或平行取向，增加图象