前面我們詳細講解了含硫硅烷偶聯劑的由來及其應用性能,然而,知道這些事遠遠不夠的,只有更詳細的知道,才能更合理的應用。所以,東莞建盟有機硅接下來和大家一起來淺談含硫硅烷偶聯劑化學結構和作用機理。建盟化學是一家多年來專業從事精細化學品的貿易公司,并且取得了日本信越以及法國藍星的授權證書,是華南地區的代理商。
目前常用的含硫硅烷偶聯劑主要有雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si69)和雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)兩種。首先,在橡膠混煉的過程中,含硫硅烷偶聯劑兩端的乙氧基與白炭黑表面的硅羥基產生化學鍵合,硅烷偶聯劑分子在白炭黑表面富集成膜,使白炭黑的表面由極性向非極性轉化,從而提高了白炭黑與橡膠的相容性,促進了白炭黑分散。其次,在接下來的硫化過程中,含硫硅烷偶聯劑分子中的四硫鍵或二硫鍵先與硫黃反應形成多硫鍵,多硫鍵斷裂后參與橡膠的硫化交聯。這樣,含硫硅烷偶聯劑通過化學鍵將白炭黑與橡膠連接在一起,結果是白炭黑與橡膠的結合力大大加強,隨之膠料的模量、耐磨性和拉伸強度都取得提高。因此,含硫硅烷偶聯劑在橡膠中起到分散劑、硫化劑、潤濕劑等多重作用。
從化學結構看,Si69與Si75的區別在于硫原子數量不同,這決定了二者在使用方法與性能上的差異。Si69是應用早、用量大的硅烷偶聯劑,分子中含有4個硫原子,在橡膠硫化過程中,分子中四硫烷基團的交聯速度與硫黃的還原速度大體相同,這使膠料具有抗硫化返原性。Si69在白炭黑填充膠料中具有助分散和助硫化2種功效,可以顯著提高膠料的硬度、拉伸強度、定伸應力和撕裂強度。由于Si69分子結構中含硫鍵過多,因此其膠料存在高溫下易焦燒、析出硫黃、橡膠硫化不均勻的缺點。為了提高硅烷偶聯劑在高溫混煉時的穩定性,減少多硫鍵的斷裂重排,又開發出雙官能團二硫有機硅烷Si75,其特定的硫鏈分布使其具有較好的高溫穩定性,避免了高溫混煉過程中多硫硅烷產生游離硫(使膠料提前硫化)。Si75在橡膠中還可以均勻分散,改善膠料的加工性能,使膠料獲得良好的低生熱和低滾動阻力等性能。
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