Силановый аппрет

Cтраница 1

Силановые аппреты представляют собой мономерные соединения кремния. [1]

Силановые аппреты улучшают адгезионную связь между органической и неорганической составляющими композита благодаря сцеплению разных составляющих с разными группами одной и той же молекулы. Следствием этого является образование поперечных связей между разнородными составляющими через поверхность раздела. [2]

Силановые аппреты вводят в состав многих промышленных композитов на основе эпоксидной смолы, наполненных природным кварцевым песком. Такая технология используется, например, для закрепления песка в нефтяных скважинах, изготовления бесшовных полов, ремонта шоссейных дорог. Обработка песка силаном чрезвычайно благотворно влияет на сохранение эпоксидными композитами физических свойств в условиях высокой влажности и при выдержке в воде. [3]

Силановые аппреты обычно используются для предварительной обработки мелких абразивных частиц, что приводит к увеличению смачиваемости частиц смолой и повышению механической прочности абразивных кругов. Типичными наполнителями фенольных и других конденсационных смол являются гранулы окиси алюминия и карбида кремния. [4]

Силановые аппреты, такие, как NOL-24 и А-1100, универсальны и используются для обеспечения хорошей связи с полиэфирными, эпоксидными, фенольными и силиконовыми смолами. NOL-25 - продукт реакции аллилтрихлорсилана и резорцина. А-1100 - продукт гидролиза а-аминопропилтрнэтоксисилана. [5]

Использование силановых аппретов позволяет вводить во многие системы большое количество дешевого наполнителя практически без ухудшения физических свойств композита. При возрастании стоимости полимерного связующего становится очевидной большая экономическая эффективность применения дешевого наполнителя, модифицированного силаном. [6]

Количество силанового аппрета на поверхности стекла, необходимое для обеспечения хороших механических характеристик стеклопластика, слишком мало, чтобы его можно было определить обычными аналитическими методами. С помощью метода меченых атомов удалось установить, что активность аппрета достигается при нанесении его на поверхность стекловолокна в виде пленки толщиной менее одного мономолекулярного слоя. Эффективность силановых аппретов не уменьшается, если их добавлять к смолам в количестве, достаточном для образования мономолекулярного слоя на поверхности минерального наполнителя. Более толстые пленки, образующиеся путем гидролиза и последующей конденсации силановых аппретов, представляют собой рыхлые малопрочные и неводостойкие покрытия. Они эффективны только при условии контакта с поверхностью стекловолокна в силанольной форме. В случае их применения в виде алкоксисиланов необходимо присутствие воды на поверхности раздела [14], если же они полностью сконденсированы в силоксаны и нанесены из растворов в органических растворителях, то они неэффективны. [7]

Распределение модифицированного силаном латекса на стеклянном волокне. [8]

Особенно эффективны силановые аппреты в композитах, содержащих кислотные и нейтральные наполнители, такие, как двуокись кремния, стекло и окись алюминия. [9]

Для удаления силановых аппретов с поверхности стекла достаточно гидролиза одной силоксановой связи на молекулу силана в то время как аппреты, соединенные с поверхностью стекла связью углерод - кремний, могут быть удалены только при одновременном гидролизе трех силоксановых групп. Чемберлен [10] установил, что при химической модификации около 5 % поверхности стекла свойства эпоксидных стеклопластиков улучшаются: примерно так же, как и при нанесении силанового аппрета из. Химическая подвижность аппретов, соединенных со стеклом гидролизуемыми связями, оказывается полезной для улучшения свойств композитов. [10]

Обработка наполнителя силановыми аппретами весьма эффективна при использовании конденсационных полимеров ( феноль-ных, меламиновых), отверждение которых сопровождается выделением летучих продуктов. Высокая исходная полярность этих смол в процессе отверждения уменьшается, а на поверхности раздела образуются полярные летучие вещества. [11]

Кроме обработанного силановыми аппретами волокна, обеспечивающего значительное упрочнение материала, для изготовления композитов пригодно довольно - большое количество порошковых наполнителей, которые, однако, не обеспечивают эффективного упрочнения пластиков. Более того, применение таких наполнителей обычно приводит к ухудшению физических свойств матричного ма-териала, а часто - и к увеличению влагопоглощения. Основная цель введения максимального количества недорогого наполнителя состоит в удешевлении композита. Все большее распространение находит точка зрения, согласно которой между многими наполнителями и полимерами существует взаимодействие, особенно если полимеры содержат активные функциональные группы. Суммарный эффект такого взаимодействия проявляется в изменении температуры стеклования, модуля упругости и твердости композита. Известно, что такие наполнители, как волластонит и глины, обычно добавляются к термореактивным композитам, армированным стекловолокном. Другой, не менее важной областью их применения является упрочнение термопластов и эластомеров. Многие исследовательские лаборатории сосредоточили свое внимание именно на разра ботке композитов, а не на изучении отдельных полимеров или наполнителей. В табл. 29 приведен перечень фирм, выпускающих наполнители различных марок. [12]

Первое промышленное применение силановые аппреты нашли в стеклопластиках, и поэтому большинство ранних исследований структуры силанов, их свойств и механизма их действия было выполнено именно в этой области. Приводимое ниже обсуждение основано на результатах указанных исследований, однако требования к химическим свойствам силановых аппретов не зависят от того, применяются ли они в композитах, упрочненных стекловолокном, или в композитах с порошковыми наполнителями. [13]

Почти универсальная активность силановых аппретов по отношению к целому ряду минеральных наполнителей указывает на то, что реакция силанолов с гидроксильными группами поверхности, в результате которой образуются водостойкие оксидные связи с поверхностью, не является обязательным условием эффективного действия аппрета. Например, оксидная связь между кремнием и железом или алюминием неустойчива к гидролизу. Даже кова-лентные силоксановые связи гидролизуются водой с образованием силанолов, причем энергия активации гидролиза составляет 23 6 ккал / моль. Если катализатором гидролиза служит бензойная кислота, энергия активации его равна 6 ккал / моль [22], что близко к прочности водородной связи. [14]

Для определения роли силановых аппретов в сохранении адгезионной связи на поверхности раздела стекло - аппрет интенсив но изучалась смачиваемость стеклянных поверхностей. [15]

Страницы: 1 2 3 4