在二十世纪40年代,伴随着玻璃纤维增强聚酯复合材料的发展,硅烷偶联剂的价值首次被发掘出来。最初成型时,这些新复合材料强度很高,但是随着时间的推移,它们的强度迅速下降。
研究人员发现:玻璃极其亲水,能把水分吸到界面上。如果不用硅烷处理表面,玻璃纤维和树脂之间的结合力将变弱,最后导致断裂。
而有机官能硅烷(同一分子中含有有机和无机反应性的有机硅化学物质)可以在复合材料中起到偶联的作用。在玻璃-树脂界面使用少量有机官能烷氧基硅烷,不但可以明显提高复合材料的初始强度,而且能长期有效保持原有强度。
硅烷偶联剂可用于通用增强塑料的玻璃纤维,如汽车、船舶、运动器材和建筑,也可用于印刷电路板和航空复合材料等高性能应用中。
烷氧基硅烷和玻纤表面结合:
烷氧基硅烷和玻纤表面结合
通用玻璃纤维中使用的典型陶氏硅烷偶联剂:OFS-6011(氨基)、OFS-6030(甲基丙烯酰氧基)、OFS-6040(环氧基)等。
陶氏硅烷偶联剂
通用玻璃纤维原丝在玻纤制造设备中用含有硅烷的浸润剂处理,将原丝饼再进行烘干,去除不合格品,进行合股重络使丝束大小达到客户所需的规格。然后供应给用环氧或其他聚合物、预浸料坯等供应商使用。
使用陶氏公司的硅烷,玻璃纤维增强塑料将获得下列益处:
♦ 复合材料的机械强度提高
♦ 电学性能改善
♦ 界面耐湿能力增强
♦ 玻璃纤维的浸润性能提高
♦ 纤维原丝集束性、防护和处理性能提高
♦ 织造过程中的耐热焊接性能提高
♦ 从热极到冷极循环测试的性能提高