硅烷偶联剂由联合碳化物公司开发,主要用于玻璃纤维增强塑料。硅烷偶联剂的分子结构通常为:Y-R-Si(或)3(其中Y-有机官能团,SiOR硅氧基);硅氧基与无机物反应,有机官能团与有机物反应或相容。因此,当
硅烷偶联剂插入无机和有机界面之间时,可以形成有机基质硅烷偶联剂无机基质的粘结层;典型的硅烷偶联剂有A-151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A-171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A-172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)等。
此处硅烷偶联剂
的引入,n=0~3;X——可水解基团;Y——有机官能团,能与树脂反应。X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等;当这些基团水解时,形成硅醇(Si(OH)3)并与无机物质结合形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯氧基、癸基或脲基。这些活性基团可与有机物质结合反应;因此,通过使用硅烷偶联剂,可以在无机物质和有机物质的界面之间建立“分子桥”,并且可以将具有不同性质的两种材料连接在一起,以改善复合材料的性能并增加粘合强度;硅烷偶联剂的这一性能首次应用于玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)作为玻璃纤维的表面处理剂,极大地提高了玻璃钢的力学性能、电学性能和抗老化性能。其在FRP行业中的重要性早已得到认可;硅烷偶联剂的使用已从玻璃纤维增强塑料(FRP)扩展到玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)的玻璃纤维表面处理剂、无机填料和密封剂的表面处理剂、树脂混凝土、水交联剂、聚乙烯、树脂包封材料、外壳成型、轮胎、皮带、,涂料、粘合剂、磨料(磨石)和其他表面处理剂;在两组性能不同的硅烷偶联剂中,Y基团是最重要的,它对产品的性能有很大的影响,决定了偶联剂的性能。只有当Y基团与相应树脂反应时,复合材料的强度才能提高。通常要求Y基团与树脂相容并能够进行偶联反应。