乙烯基三乙氧基硅烷-

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乙烯基三乙氧基硅烷
一、化学名 乙烯基三乙氧基硅烷 二、分子式CH2=CHSi(OC2H53

三、CAS编号 78-08-0
四、物化性质及指标
本品为无色透明液体,可溶于多种有机溶剂,不溶于PH=7的水,但可溶于PH=3.0-3.5的水 CAS NO. 分子量: 沸点:
密度(ρ20g/cm 378-08-0 190.31 160-161
0.9030±0.0050 1.3960±0.0050
折光率(nD
五、用途:
251.本品适用于各种复杂形状,所有密度的聚乙烯和共聚物,适用于较大的加工工艺宽容度、填充的复合材料等,具有较高的使用温度,优异的抗压力裂解性、记忆性、耐磨性和抗冲击性。

2. 兼有偶联剂和交联剂的作用,适用的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等,还可用于提高玻璃纤维、无机填料和对乙烯基反应的树脂之间的亲合力。常用于硅烷交联聚乙烯电缆和管材




乙烯基三乙氧基硅烷
目录
概述 安全术语 风险术语 用途
编辑本段概述
中文名称 乙烯基三乙氧硅烷CAS NO. 78-08-0中文别名 三乙氧基乙烯基硅烷; 乙烯基三乙氧基硅烷; 硅烷偶联剂YDH-151英文名称 Triethoxyvinylsilane文别名 VTEO; Vinyltriethoxysilane; Trietoxyvinylsilane; DYNASYLAN VTEO; Ethenyltriethyloxy-silane; Silane Coupling Agent A-151EINECS 201-081-7分子式 C8H18O3SI分子量 190.31分子式:CH2=CH-Si(OC2H53 性质:无色透明液体,吸入有毒,沸点为62.5~63℃2.666kPa相对密度0.9027折射率1.3960
易水解,放出乙醇,生成乙烯基硅三醇的缩合物。与有机金属化合物反应,分子SiOC2H5键中的乙氧基可被相应的有机基取代。在有机过氧化物作用下,SiCH=CH2键可进行游离基聚合反应。在铂催化剂作用下,SiCH=CH2键可与SiH键的化合物发生加成反应。可由乙烯基三氯硅烷与无水乙醇反应来制取,也可由四乙氧基硅烷与乙烯基溴化镁反应来制取。用来合成有机硅中间体及高分子化合物,也可用作硅烷偶联剂,应用于交联聚乙烯。
编辑本段安全术语
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice. 不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。 S36Wear suitable protective clothing. 穿戴适当的防护服。
编辑本段风险术语
R10Flammable. 易燃。
R36/37Irritating to eyes and respiratory system.
刺激眼睛和呼吸系统。
编辑本段用途
1.用于聚乙烯交联制造电线、电缆绝缘和护层材料。乙烯基三乙氧基硅烷是交联聚乙烯的重要交联剂,其交联工艺与通用的过氧化物交联,辐射交联法相比,有设备简单、投资少、易于控制,应用聚乙烯密度范围宽,适于生产特殊形状的扇形线芯,并有挤出速度高等特点。由于硅烷交联聚乙烯(XLDPE)具有优异的电气性能,良好的耐热性及耐应力开裂性能,故已被广泛应用于制造电线、电缆绝缘和护套材料。目前,主要适用于轻型电缆、计算机用电缆和弱电制品电线,以及耐热消防电线,家用电器电热线,或用作电视机等内部配线的同轴软线芯的绝缘。是防止焊接时绝缘体变形以及电绝缘体热变形而产生的高频性质劣化的极有利材料。还可用于海底通信电缆,长途对称高频通信电缆、控制电缆等。 2.用于聚乙烯交联剂耐热管材、耐热输管以及薄膜。交联聚乙烯(XLDPE)具有良好的耐芳烃、耐油、耐应力开裂、机械强度高、而热性好等优异性能。能在80℃下使用50年。可用于石油长输管道、天燃气、煤气管道的防腐保温外防护层及与之配套的防腐保温热收缩套补口材料。乙烯基三乙氧基硅烷还可用于乙烯一醋酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯,乙烯—丙烯酸—乙醋共聚物的交联。 3.适用于浸渍处理玻璃纤维及无机含硅填料。改善与提高树脂与玻璃纤维的浸润,粘接性能,从而有效地提高玻璃及塑料层压制品的机械强度和电性能。特别是湿态机械强度和电性能。还显著改善了玻璃钢的耐候性、耐水性、耐热性、延长了制品的使用寿命。另外,还赋予制品较好的电磁波透射性。
4.本品与多种单体共聚、可制成特种涂料。该涂料具有优异电性能和防湿热、盐雾、防霉菌三防性能。适用于宇航、无线电通讯、雷达、电子元器件等国防尖端产品的零部件及飞机的涂复防护。 5.用作处理特种橡胶填充剂。用本品处理特种橡胶的填充剂,可以改善其分散性能,从而提高其填充剂与橡胶的掺混份额和提高橡胶的撕裂强度。并能改善橡胶与金属、织物的粘接性能。
6.用于制备电子元器件塑封材料的密封剂。在12聚丁二烯塑封材料中,采用本品处理填充剂石英粉,以改善聚丁二烯树脂与石英粉的表面三向结合,增强塑致密性,从而提高塑封材料的防潮能力。
7.用作电子元件的表面防潮处理。可用在园片型微调瓷介质电容器反高压复合介质电容器的表面防潮处理,提高产品的防潮性能和表面光洁度,提高产品合格率。 8.用于复合玻璃中间层的表面处理。制造飞机风挡玻璃等制品,加入本品浸渍聚甲基丙烯酸丁脂胶片,粘合在玻璃之间,提高附着力不开裂。


一、选用硅烷偶联剂的一般原则 已知,硅烷偶联剂的水解速度取于硅能团Si-X而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团C-Y。因此,对于不同基材或处理对象,选择适用的硅烷偶联剂至关重要。选择的方法主要通过试验预选,并应在既有经验或规律的基础上进行。例如,在一般情况下,不饱和聚酯多选用含CH2=CMeCOOViCH2-CHOCH2O-的硅烷偶联剂;环氧树脂多选用含CH2CHCH2OH2N-硅烷偶联剂;酚醛树脂多选用含H2N-及H2NCONH-硅烷偶联剂;聚烯烃选用乙烯基硅烷;使用硫黄硫化的橡胶则多选用烃基硅烷等。由于异种材料间的黏接可度受到一系列因素的影响,诸如润湿、表面能、界面层及极性吸附、酸碱的作用、互穿网络及共价键反应等。因而,光靠试验预选有时还不够精确,还需综合考虑材料的组成及其对硅烷偶联剂反应的敏感度等。为了提高水解稳定性及降低改性成本,硅烷偶联剂中可掺入三烃基硅烷使用;对于难黏材料,还可将硅烷偶联剂交联的聚合物共用。硅烷偶联剂用作增黏剂时,主要是通过与聚合物生成化学键、氢键;润湿及表面能效应;改善聚合物结晶性、酸碱反应以及互穿聚合物网络的生成等而实现的。增黏主要围绕3种体系:即(1)无机材料对有机材料;2)无机材料对无机材料;3)有机材料对有机材料。对于第一种黏接,通常要求将无机材料黏接到聚合物上,故需优先考虑硅烷偶联剂中Y与聚合物所含官能团的反应活性;后两种属于同类型材料间的黏接,故硅烷偶联剂自身的反亲水型聚合物以及无机材料要求增黏时所选用的硅烷偶联剂。 二、使用方法 如同前述,硅烷偶联剂的主要应用领域之一是处理有机聚合物使用的无机填料。后者经硅烷偶联剂处理,即可将其亲水性表面转变成亲有机表面,既可避免体系中粒子集结及聚合物急剧稠化,还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性,通过碳官能硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合。但是,硅烷偶联剂的使用效果,还与硅烷偶联剂的种类及用量、基材的特征、树脂或聚合物的性质以及应用的场合、方法及条件等有关。本节侧重介绍硅烷偶联剂的两种使用方法,即表面处理法及整体掺混法。前法是用硅烷偶联剂稀溶液处理基体表面;法是将硅烷偶联剂原液或溶液,直接加入由聚合物及填料配成的混合物中,因而特别适用于需要搅拌混合的物料体系。 1 硅烷偶联剂用量计算 被处理物(基体)单位比表面积所占的反应活性点数目以及硅烷偶联剂覆盖表面的厚度是决定基体表面硅基化所需偶联剂用量的关键因素。为获得单分子层覆盖,需先测定基体的SiOH含量。已知,多数硅质基体的SiOH含是来4-12㎡,因而均匀分布时,1mol硅烷偶联剂可覆盖约7500m2的基体。具有多个可水解基团的硅烷偶联剂,由于自身缩合反应,多少要影响计算的准确性。若使用Y3SiX处理基体,则可得到与计算值一致的单分子层覆盖。但因Y3SiX价昂,且覆盖耐水解性差,故无实用价值。此外,基体表面的Si-OH数,也随加热条件而变化。例如,常态下SiOH数为5.3㎡硅质基体,经在400℃或800℃下加热处理后,则SiOH值可相应降为2.6㎡或<1㎡。反之,使用湿热盐酸处理基体,则可得到高SiOH含量;使用碱性洗涤剂处理基体表面,则可形成硅醇阴离子。硅烷偶联剂的可润湿面积WS是指1g硅烷偶联剂的溶液所能覆盖基体的面积(㎡/g。若将其与含硅基体的表面积值(㎡/g)关连,即可计算出单分子层覆盖所需的硅烷偶联剂用量。以处理填料为例,填料表面形成单分子层覆盖所需的硅烷偶联剂Wg)与填料的表面积S(㎡/g)及其质量成正比,而与硅烷的可润湿面积WS(㎡/g,可由表1查得)成反比。据此,得到硅烷偶联剂用量的计算公式如下:硅烷用量(g= 某些常见填料的表面S)值示于表1 1 常见填料的比表面积(S 填料 E-玻璃纤维 石英粉 高岭土 黏土 滑石粉 硅藻
硅酸钙 气相法白炭黑
S/.g-1 0.1-0.2 1-2 7 7 7 1.0-3.5 2.6 150-250 此外,使用硅烷偶联剂处理填料时,还需测定填料含水量是否能满足硅烷偶联剂水解 反应的需要。表2列出某些硅烷偶联剂水解反应所需的最低水量。 2 硅烷水解反应所需的最低水量 硅烷偶联剂 水解1g硅烷需水量/g CIC3H6Si(OMe3 0.27 CH2-CHOCH2OC3H6Si(OMe3 0.23 ViSi(OEt3 0.28 ViSi(OC2H4OMe3 0.19 HSC3H6Si(OMe3 0.28 CH2=CMeCOOC3H6Si(OMe3 0.22 H2NC3H6Si(OEt3 0.25 倘若不掌握填料的比表面积,则可先用1%(质量分数)浓度的硅烷偶联剂溶液处理填料,同时改变浓度进行对比,以确定适用的浓度。 2 表面处理法 此法系通过硅烷偶联剂将无机物与聚合物两界面连结在一起,以获得最佳的润湿值与分散性。表面处理法需将硅烷偶联剂酸成稀溶液,以利与被处理表面进行充分接触。所用溶剂多为水、醇或水醇混合物,并以不含氟离子的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇为宜。除氨烃基硅烷外,由其他硅烷配制的溶液均需加入醋酸作水解催化剂,并将pH值调至3.5-5.5。长链烷基及苯基硅烷由于稳定性较差,不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙酰氧硅烷水解过程中,将伴随严重的缩合反应,也不适于制成水溶液或水醇溶液使用。对于水溶性较差的硅烷偶联剂,先加入0.1%-0.2%(质量分数)的非离子型表面活性剂,而后再加水加工成水乳液使用。为了提高产品的水解稳定性的经济效益,硅烷偶联剂中还可掺入一定比例的非碳官能硅烷。处理难黏材料时,可使用混合硅烷偶联剂或配合使用碳官能硅氧烷。配好处理液后,可通过浸渍、喷雾或刷涂等方法处理。一般说,块状材料、粒状物料及玻璃纤维等多用浸渍法处理;粉末物料多采用喷雾法处理;基体表面需要整体涂层的,则采用刷涂法处理。下面介绍几种具体的处理方法。 (一) 使用硅烷偶联剂醇-水溶液处理法
此法工艺简便,首先由95%EtOH5%H2O配成醇-水溶液,加入AcOH使pH4.5-5.5搅拌下加入硅尝偶联剂使浓度达2%水解5min后,即生成含SiOH的水解物。当用其处理玻璃板时,可在稍许搅动下浸入1-2min,取出并浸入EtOH中漂洗2次,晾干后,移入110℃的烘箱中烘干5-10min,或在室温及相对湿度<60%条件下干燥24h,即可得产物。如果使用氨烃基硅烷偶联剂,则不必加HOAc。但醇-水溶液处理法不适用于氯硅烷型偶联剂,后者将在醇水溶液中发生聚合反应。当使用2%浓度的三官能度硅烷偶联剂溶液处理时,得到的多为3-8分子厚的涂层。 (二) 使用硅烷偶联剂水溶液处理 工业上处理玻璃纤维大多采用此法。具体工艺是先将烷氧基硅烷偶联剂溶于水中,将其配成0.5%-2.0%的溶液。对于溶解性较差的硅烷,可事先在水中加入0.1%非离子型表面活性剂配制成水乳液,再加入AcOHpH调至5.5。然后,采用喷雾或浸渍法处理玻璃纤维。取出后在110-120℃下固化20-30min即得产品。由于硅烷偶联剂水溶液的稳定性相差很大,如简单的烷基烷氧基硅烷水溶液仅能稳定数小时,而氨烃硅烷水溶液可稳定几周。由于长链
烷基及芳基硅烷水溶液仅能稳定数小时,而氨烃硅水溶液可稳定几周。由于长链烷基及世基硅烷的溶解度参数低,故不能使用此法。配制硅烷水溶液时,无需使用去离子水,但不能使用含所氟离子的水。 (三) 使用硅烷偶联剂-有机溶剂配成的溶液处理
使有硅烷偶联剂溶液处理基体时,一般多选用喷雾法。处理前,需掌握硅烷用量及填料的含水量。将偶联剂先配制成25%的醇溶液,而后将填料置入高速混合器内,在搅拌下泵入呈细雾状的硅烷偶联剂溶液,硅烷偶联剂的用量约为填料质量的0.2%1.5%,处理20min即可结束,随后用动态干燥法干燥之。除醇外,还可使用酮、酯及烃类作溶剂,并配制成1%-5%(质量分数)的浓度。为使硅烷偶联剂进行水解或部分水解,溶剂中还需加入少量水,甚至还可加入少许HOAc作水解催化剂,而后将待处理物料在搅拌下加入溶液中处瑼,再经过滤,及在80-120℃下干燥固化数分钟,即可得产品。采用喷雾法处理粉末填料,还可使用硅烷偶联剂原液或其水解物溶液。当处理金属、玻璃及陶瓷时,宜使0.5%-2.0%(质量分数)浓度的硅烷偶联剂醇溶液,并采用浸渍、喷雾及刷涂等方法处理,根据基材的处形及性能,既可随即干燥固化,也可在80-180℃下保持1-5min达到干燥固化。 (四) 使用硅烷偶联剂水解物处理
即先将硅烷通过控制水解制成水解物而用作表面处理剂。此法可获得比纯硅烷溶液更佳的处理效果。它无需进一步水解,即可干燥固化。 3 整体掺混法 整体掺混法是在填料加入前,将硅烷偶联剂原液混入树脂或聚合物内。因而,要求树脂或聚合物不得过早与硅烷偶联剂反应,以免降低其增黏效果。此外,物料固化前,硅烷偶联剂必须从聚合物迁移到填料表面,随后完成水解缩合反应。为此,可加入金属羧酸酯作催化剂,以加速水解缩合反应。此法对于宜使用硅烷偶剂表面处理的填料,或在成型前树脂及填料需经混匀搅拌处理的体系,尤为方便有效,还可克服填料表面处理法的某些缺点。有人使用各种树脂对比了掺混法及表面处理法的优缺点。认为:在大多数情况下,掺混法效果亚于表面处理法。掺混法的作用过程是硅烷偶剂从树脂迁移到纤维或填料表面,并过而与填料表面作用。因此,硅烷偶联掺入树脂后,须放置一段时间,以完成迁移过程,而后再进行固化,方能获得较佳的效果。还从理论上推测,硅烷偶联剂分子迁移到填料表面的理,仅相当于填料表面生成单分子层的量,故硅烷偶联剂用量仅需树脂质量的0.5%-1.0%。还需指出,在复合材料配方中,当使用与填料表面相容性好、且摩尔质量较低的添加剂,则要特别注意投料顺序,即先加入硅烷偶联剂,而后加入添加剂,才能获得较佳的结果。 硅烷偶联剂是重要的、应用日渐广泛的处理剂之一。它最初作为FPR玻璃纤的处理剂而开发的。其后,随着新化合物的研制,逐渐在各个领域获得应用。现在,硅烷偶联剂基本上适用于所有无机材料和有机材料的表面,下面主要介绍硅偶联剂及其在复合材料中应用。 1硅烷偶联剂 硅烷偶联剂是以下式所表示的一类有机硅化合物,其特点是分子中具有2种以上不同的反应基团。 通式:YRSiX3 R:烷基或芳基; X:甲氧基、乙氧基、氯基等; Y:有机反应基(乙烯基、环氧基、氨基、巯基等) X所表示的水解性基团能与有机材料化学结合,故硅烷偶联剂在无机材料和有机材料的界面起着桥梁作用,因而被广泛用于复合材料的改性。目前,国内外硅烷偶联剂品种繁多,常用的见表1所列。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/3ada7e8b89eb172dec63b738.html

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