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復(fù)合材料界面結(jié)合難題與附著力促進(jìn)劑的創(chuàng)新應(yīng)用
在復(fù)合材料(如涂料、黏合劑)中,無機(jī)填料與聚合物基體的界面相容性差易導(dǎo)致力學(xué)性能不足、附著力弱化。傳統(tǒng)偶聯(lián)劑常因反應(yīng)活性低或儲(chǔ)存穩(wěn)定性差,難以兼顧分散性、機(jī)械強(qiáng)度與長期耐久性。
界面結(jié)合力不足
填料(如硅微粉、碳酸鈣)與樹脂極性差異大,形成弱界面層;
應(yīng)力集中引發(fā)涂層剝離或基材開裂。
力學(xué)性能缺陷
填料分散不均導(dǎo)致復(fù)合材料抗沖擊性差;
彎曲模量與拉伸強(qiáng)度難以同步提升。
儲(chǔ)存穩(wěn)定性差
偶聯(lián)劑水解或析出,導(dǎo)致填料團(tuán)聚;
高溫高濕環(huán)境加速性能衰減。
類型 | 作用原理 | 缺陷 |
---|---|---|
硅烷偶聯(lián)劑 | 形成Si-O-M鍵合 | 金屬基材,對(duì)聚合物活性低 |
鈦酸酯偶聯(lián)劑 | 降低填料表面能 | 耐水性差,儲(chǔ)存易凝膠化 |
高分子相容劑 | 物理包覆改善分散 | 無法增強(qiáng)化學(xué)鍵合,力學(xué)提升有限 |
雙官能團(tuán)分子設(shè)計(jì)
環(huán)氧反應(yīng)基團(tuán):與樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共價(jià)鍵合,提升界面結(jié)合力;
硅烷錨定基團(tuán):水解后與填料表面羥基縮合,形成穩(wěn)定Si-O-Si鍵。
力學(xué)性能協(xié)同增強(qiáng)
通過界面應(yīng)力傳遞優(yōu)化,抗沖擊性提升;
彎曲強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度同步提高20-30%。
動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性機(jī)制
分子結(jié)構(gòu)抗水解設(shè)計(jì),30天儲(chǔ)存后細(xì)度變化率<5%;
適用于水性體系pH 5-10范圍,無析出或分層。
廣適性應(yīng)用
金屬基材預(yù)處理:提升涂層與鋁、鋼的附著力(ASTM D3359測試通過);
適配水性涂料、密封劑、黏合劑,通過REACH與RoHS認(rèn)證。
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