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    目前，膠粘劑的應用已浸透到國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域中，在很多場(chǎng)合下，膠粘劑能有效地代替焊接、鉚接、螺接和其它機械聯(lián)接，為各生產(chǎn)戰線(xiàn)簡(jiǎn)化工藝、節約能源、降低成本、提高經(jīng)濟效益提供了有效途徑。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對膠粘劑的性能及粘接技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。因不同材料具有不同的界面性能，在粘接過(guò)程中為了在膠粘劑和被粘物表面之間獲得一堅固的粘接界面層，常利用含有反應性基團的偶聯(lián)劑與被粘物固體表面形成化學(xué)鍵來(lái)實(shí)現?？梢杂米髋悸?lián)劑的物質(zhì)有有機硅烷類(lèi)、鈦酸酯類(lèi)、磷酸酯類(lèi)以及某些有機酸等，其中又以硅烷偶聯(lián)劑的應用最為成熟。

一、硅烷偶聯(lián)劑在有機膠粘劑中的作用

     硅烷偶聯(lián)劑是能同時(shí)與極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)產(chǎn)生一定結合力的化合物，其特點(diǎn)是分子中同時(shí)具有極性和非極性部分，可用通式表示為Y(CH2)nSiX3，其中Y表示烷基、苯基以及乙烯基、環(huán)氧基、氨基、胇基等有機官能團，常與膠粘劑基體樹(shù)脂中的有機官能團發(fā)生化學(xué)結合﹔X表示氯基、甲氧基、乙氧基等，這些基團易水解成硅醇而與無(wú)機物質(zhì)(玻璃、硅石、金屬、粘土等)表面的氧化物或羥基反應，生成穩定的硅氧鍵。因此，通過(guò)使用硅烷偶聯(lián)劑，可在無(wú)機物質(zhì)和有機物質(zhì)的界面之間架起“分子橋”，把兩種性質(zhì)完全不同的材料連接在一起，這樣就有效地改善了界面層的膠接強度。

     在膠粘劑中加入硅烷偶聯(lián)劑不僅能提高粘合強度，而且還能改善膠粘劑的耐久性和耐濕熱老化性能。例如聚氨基甲酸酯雖然對許多材料具有較高的粘合力，但其耐久性不太理想，在加入硅烷偶聯(lián)劑后其耐久性可得到顯著(zhù)改善。陳瑞珠等在研究鈦合金粘接件的濕熱耐久性問(wèn)題時(shí)，通過(guò)在所用環(huán)氧膠粘劑中加入硅烷偶聯(lián)劑，使得膠接件在經(jīng)過(guò)濕熱老化后的剪切強度保留率由80%左右提高到97%左右。硅烷偶聯(lián)劑甚至可以直接用作膠粘劑，用于硅橡膠、氟橡膠、丁橡膠等與金屬的粘接，如膠粘劑CK-1和Chemlock607(美國)即是硅烷類(lèi)。

    為改善有機膠粘劑的某些性能(如耐熱性、自熄性、尺寸穩定性等)，或是為降低有機膠粘劑的成本，經(jīng)常要在膠粘劑中加入一些無(wú)機填料。如果預先用硅烷偶聯(lián)劑對填料進(jìn)行處理，則因為填料表面的極性基團與硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生了反應，從而大大減少了填料與樹(shù)脂的結構化作用，不僅使填料對膠粘劑基體樹(shù)脂的兼容性和分散性大大提高，而且顯著(zhù)降低了體系的粘度，因而可增大填料用量。然而并不是對所有的填料采用偶聯(lián)劑處理都有效，填料種類(lèi)不同，效果上也有差別，有些甚至毫無(wú)效果。對于硅石、玻璃、鋁粉之類(lèi)表面帶有大量羥基的填料，效果最好，而對于碳酸鈣、石墨、硼等表面不帶羥基的填料，則毫無(wú)效果。

二、硅烷偶聯(lián)劑的使用方法

     (1)表面預處理法將硅烷偶聯(lián)劑配成0.5～1%濃度的稀溶液，使用時(shí)只需在清潔的被粘表面涂上薄薄的一層，干燥后即可上膠。所用溶劑多為水、醇、或水醇混合物，并以不含氟離子的水及價(jià)廉無(wú)毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基硅烷外，由其它硅烷偶聯(lián)劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑，并將pH值調至3.5～5.5。長(cháng)鏈烷基及苯基硅烷由于穩定性較差，不宜配成水溶液使用。氯硅烷及乙氧基硅烷水解過(guò)程中伴隨有嚴重的縮合反應，也不宜配成水溶液或水醇溶液使用，而多配成醇溶液使用。水溶性較差的硅烷偶聯(lián)劑，可先加入0.1～0.2%(質(zhì)量分數)的非離子型表面活性劑，然后再加水加工成水乳液使用。

     (2)遷移法將硅烷偶聯(lián)劑直接加入到膠粘劑組分中，一般加入量為基體樹(shù)脂量的1～5%。涂膠后依靠分子的擴散作用，偶聯(lián)劑分子遷移到粘接界面處產(chǎn)生偶聯(lián)作用。對于需要固化的膠粘劑，涂膠后需放置一段時(shí)間再進(jìn)行固化，以使偶聯(lián)劑完成遷移過(guò)程，方能獲得較好的效果。

實(shí)際使用時(shí)，偶聯(lián)劑常常在表面形成一個(gè)沉積層，但真正起作用的只是單分子層，因此，偶聯(lián)劑用量不必過(guò)多。

三、硅烷偶聯(lián)劑的選用

     在硅烷偶聯(lián)劑的兩類(lèi)性能互異的基團中，以Y基團最重要，它直接決定硅烷偶聯(lián)劑的應用效果。只有當Y基團能和對應的基體樹(shù)脂起反應時(shí)，才能提高有機膠粘劑的粘接強度。一般要求Y基團能與樹(shù)脂相溶并能起偶聯(lián)反應，所以對于不同的樹(shù)脂，必須選擇含適當Y基團的硅烷偶聯(lián)劑。當Y為無(wú)反應性的烷基或芳基時(shí)，對極性樹(shù)脂是不起作用的，但可用于非極性樹(shù)脂，如硅橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y為反應性官能基，如乙烯基、環(huán)氧基、胇基等時(shí)，要注意它與所用樹(shù)脂的反應性及相溶性。氨基硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑是屬于通用型的，幾乎能與各種樹(shù)脂起偶聯(lián)作用，但聚酯樹(shù)脂除外。

四、硅烷偶聯(lián)劑的研究動(dòng)向

    目前常用的硅烷偶聯(lián)劑為三烷氧基型，但三烷氧基型偶聯(lián)劑有可能降低基體樹(shù)脂的穩定性，因而近年來(lái)二烷氧基型偶聯(lián)劑的研究和應用得到重視。合成帶有活性硅烷基的高分子也是硅烷偶聯(lián)劑的發(fā)展方向之一，這種偶聯(lián)劑對膠粘劑中的樹(shù)脂具有更好的兼容性，可在被粘物表面形成一個(gè)均一面，因而具有更好的粘接效果。過(guò)氧基硅烷也是近年來(lái)開(kāi)始研究的一種偶聯(lián)劑，它的特點(diǎn)是在熱的作用下，偶聯(lián)劑分解生成自由基，可以與烯類(lèi)聚合物發(fā)生交聯(lián)，從而促進(jìn)烯類(lèi)聚合物的粘接。