Als u de relatie tussen de structuur en eigenschappen van titanaat begrijpt, kunt u verschillende variëteiten correct kiezen.
Vierwaardige elementen zijn de beste moleculaire bouwers, zoals vierwaardige titaniumkoolstof - die de basis van het leven vormen. Evenzo heeft titaniumchemie aangetoond dat tetravalent titanium chemici in staat kan stellen verschillende moleculaire soorten titanaten als koppelingsmiddelen te synthetiseren, die naast goede koppelingseffecten voor verschillende vulstoffen en polymeersystemen ook verschillende andere functies vertonen.
De moleculen van titanaat koppelingsmiddelen kunnen worden onderverdeeld in zes functionele regio's, die hun respectieve rol spelen in het koppelingsmechanisme. De zes functionele gebieden worden weergegeven in de tabel: functioneel gebied ① (RO)m - van anorganische materie en titaniumkoppeling.
Het titanaatkoppelingsmiddel is chemisch door zijn alkoxygroep direct gekoppeld met een kleine hoeveelheid carboxyl- of hydroxylgroepen die op het oppervlak van de vulstof of het pigment zijn geadsorbeerd.
Er zijn verschillende soorten koppelingsmiddelen ontwikkeld vanwege het verschil in het functionele gebied ① groepen, elk type is selectief voor het watergehalte op het oppervlak van de vulstof en de kenmerken van elk type zijn:
1. Monoalkoxy-type;
Monoalkoxytitanaat produceert een chemische binding op het grensvlak tussen anorganisch poeder en matrixhars. Zijn uiterst unieke eigenschap is om een monomoleculaire film op het oppervlak van anorganisch poeder te vormen, maar er is geen polymoleculaire film op het grensvlak.
Omdat het nog steeds de chemische structuur van titanaat heeft, verandert de oppervlakte-energie in aanwezigheid van een overmaat aan koppelingsmiddel en wordt de viscositeit sterk verminderd. In de matrixharsfase is vanwege de trifunctionele groep van het koppelingsmiddel en de omesteringsreactie het titanaatmolecuul gekoppeld, wat de modificatie van het titanaatmolecuul en de selectie van het gevulde polymeersysteem vergemakkelijkt.
Dit type koppelingsmiddel (behalve het type pyrofosforzuur) is vooral geschikt voor droge vulsystemen die geen vrij water bevatten en alleen chemisch gebonden water of fysiek gebonden water bevatten, zoals calciumcarbonaat, gehydrateerd aluminiumoxide, enz.
2. Monoalkoxypyrofosfaattype:
Dit type titanaat is geschikt voor vulsystemen met een hoog vochtgehalte, zoals klei, talk enzovoort. Het kan ook worden afgebroken tot een fosfaatgroep, gecombineerd met een deel van water.
3. Coördinatietype:
De nevenreactie van vierwaardig titanaat in sommige systemen kan worden vermeden. Zoals de omesteringsreactie in polyester, de reactie met hydroxylgroep in epoxyhars, de reactie met polyalcohol of isocyanaat in polyurethaan, etc. Dit type koppelingsmiddel is geschikt voor veel vulsystemen en heeft een goede koppelingswerking. Het koppelingsmechanisme is vergelijkbaar met dat van het monoalkoxy-type.
4. Steektype:
Dit type koppelingsmiddel is geschikt voor vulstoffen met een hoge luchtvochtigheid en waterhoudende polymeersystemen, zoals nat-proces silica, klei, talk, aluminiumsilicaat, waterbehandelde glasvezel, lampzwart, enz. In systemen met hoge luchtvochtigheid, algemeen Het titanaat van het monoalkoxytype heeft een slechte hydrolysestabiliteit en een laag koppelingseffect, terwijl dit type een goede hydrolysestabiliteit heeft en in deze toestand een goed koppelingseffect vertoont.
Functioneel gebied ② -(--O...)-- heeft de functie van transverestering en verknoping.
Deze zone kan transverestering ondergaan met polymeren met carboxylgroepen, of verestering ondergaan met carboxylgroepen in epoxyharsen om vulstoffen, titanaten en polymeren te verknopen.
Omesteringsreactiviteit wordt bepaald door verschillende factoren:
1. De chemische structuur van het koppelingsdeel tussen het titanaatmolecuul en de anorganische stof;
2. De chemische structuur van de OX-groep op functioneel gebied ③;
3. De chemische structuur van organische polymeren;
4. De chemische eigenschappen van andere additieven zoals esterweekmakers.
Titanaten ondergaan geen omestering in thermoplastische polymeren zoals polyolefinen, maar in polyesters, epoxyharsen of zachte polyvinylchloride-kunststoffen met ester-weekmakers vindt omestering niet plaats. een grote impact hebben. De activiteit van de omesteringsreactie is te hoog, wat nadelige gevolgen zal hebben. Bijvoorbeeld, titanaat zoals KR-9S kan, wanneer het aan het polymeer wordt toegevoegd, snel transverestering ondergaan en de initiële viscositeit neemt sterk toe, wat de vulhoeveelheid aanzienlijk vermindert. Echter, titanaat zoals KR-12 heeft een lage omesteringsactiviteit en geen aanvankelijk viscositeitseffect, maar omestering kan in de loop van de tijd geleidelijk vorderen, zodat niet alleen de aanvankelijke dispergeerbaarheid goed is, maar ook de vulhoeveelheid aanzienlijk kan worden verhoogd.
In coatings kan het transveresteringsmechanisme van titanaatkoppelingsmiddelen worden gebruikt om verzadigde polyesters en alkydharsen te verknopen en uit te harden, zodat een niet-vergelend materiaal (omdat het geen onverzadigde structuren bevat) kan worden verkregen. Het kan thixotropie uitdrukken, dus KR-9S met hogere transveresteringsactiviteit heeft een thixotropie-effect en TTS heeft ook een zekere mate van transveresteringsvermogen.
Functioneel gebied ③ OX - de groep die het titaniumcentrum verbindt.
De OX-groep in dit deel heeft verschillende effecten op de eigenschappen van titanaat, afhankelijk van de structuur van de groep. De carboxylgroep kan bijvoorbeeld de compatibiliteit met semi-polaire materialen verhogen, de sulfonzuurgroep heeft thixotropie en de sulfongroep kan de transveresteringsactiviteit verhogen. Fosfaatgroep kan de vlamvertraging en verzachting van PVC verbeteren; pyrofosfaatgroep kan water absorberen en de slagvastheid van hard PVC verbeteren, fosfietgroep kan de oxidatieweerstand verbeteren, polyester of ringviscositeit in zuurstofhars verminderen, enz.
Functioneel gebied ④ R --- verstrengelingsgroep met lange keten van thermoplastisch polymeer, organisch skelet in titanaatmolecuul.
Vanwege het bestaan van een groot aantal koolstofatomen met lange keten, is de compatibiliteit met het polymeersysteem verbeterd, wat de verandering van de oppervlakte-energie veroorzaakt op het grensvlak van het anorganische materiaal, dat de functies van flexibiliteit en spanningsoverdracht heeft, en produceert zelfsmerend effect, wat leidt tot een significante afname van de viscositeit en verbetert de De verwerkingstechnologie verhoogt de rek en scheursterkte van het product en verbetert de impactprestaties. Als R een aromatische groep is, kan het de verenigbaarheid van titanaat en aromatisch koolwaterstofpolymeer verbeteren.
Functioneel gebied ⑤ Y---Reactieve groep van thermohardend polymeer.
Wanneer ze zijn verbonden met het organische raamwerk van titanium, kunnen het koppelingsmiddel en organische materialen worden verbonden door een chemische reactie, bijvoorbeeld, dubbele bindingen kunnen worden verknoopt en uitgehard met onverzadigde materialen, en aminogroepen kunnen worden verknoopt met epoxy harsen.
Functioneel gebied ⑥ )n Het vertegenwoordigt de functionaliteit van titanaat, n kan 1-3 zijn, dus het kan worden aangepast aan de behoeften, zodat het een verscheidenheid aan verschillende effecten op organisch materiaal kan produceren, in dit opzicht is de flexibiliteit beter dan die van silaan. Trialkoxy monofunctioneel koppelingsmiddel is groot.
Uit de functies van de bovengenoemde zes functionele gebieden kan worden gezien dat het titanaatkoppelingsmiddel een grote flexibiliteit en veelzijdigheid heeft. Het is niet alleen een koppelingsmiddel, maar ook een dispergeermiddel, een bevochtigingsmiddel, een kleefstof, een koppelingsmiddel, katalysator, enz., Kan ook functies hebben zoals roest, anti-oxidatie, vlamvertrager, enz., dus het heeft een breed scala aan toepassingen en is beter dan andere koppelingsmiddelen.3
