硅烷偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子量有機(jī)硅化合物。其通式為RSiX3，其中R代表與聚合物分子具有親和性或反應(yīng)性的活性官能團(tuán)，例如氧，硫，乙烯基，環(huán)氧，酰胺，氨丙基等。 X表示能夠水解的烷氧基，例如鹵素，烷氧基，酰氧基等。

在偶聯(lián)過(guò)程中，X基水首先形成硅烷醇，然后與無(wú)機(jī)粉末顆粒表面的羥基反應(yīng)形成氫鍵并縮合為-SiO-M共價(jià)鍵（M代表無(wú)機(jī)粉末顆粒的表面）。同時(shí)，硅烷分子的硅烷醇彼此締合以形成覆蓋粉末顆粒表面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)膜，從而無(wú)機(jī)粉末的表面是有機(jī)的。

1、硅烷偶聯(lián)劑的種類(lèi)及適用對(duì)象

（1）硅烷偶聯(lián)劑的種類(lèi)

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中的不同R基團(tuán)，硅烷偶聯(lián)劑可分為氨基硅烷，環(huán)氧硅烷，硫代硅烷，甲基丙烯酰氧基硅烷，乙烯基硅烷，脲基硅烷和異氰酸酯硅烷。

（2）硅烷偶聯(lián)劑的適用對(duì)象

硅烷偶聯(lián)劑可用于許多無(wú)機(jī)粉末（例如填料或顏料）的表面處理。其中，它對(duì)含有更多硅酸的石英粉，玻璃纖維，白炭黑等效果很好。它對(duì)高嶺土，水合氧化鋁和氧化效果很好。鎂也是有效的，但是對(duì)于不含游離酸的鈦酸鈣無(wú)效。

（3）硅微偶聯(lián)劑的選擇

但是，在選擇硅烷偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)粉末的表面進(jìn)行改性時(shí)，需要考慮聚合物粘合劑的種類(lèi)，即，需要根據(jù)表面改性后的無(wú)機(jī)粉末的用途和目的來(lái)仔細(xì)選擇硅烷偶聯(lián)劑。

2、硅烷偶聯(lián)劑的使用方法和用量

（1）如何使用硅烷偶聯(lián)劑

有兩種方法可以使用硅烷偶聯(lián)劑：

一種是將硅烷配制成水溶液，用它來(lái)處理無(wú)機(jī)粉末，然后將其與有機(jī)聚合物或樹(shù)脂基材混合，即預(yù)處理方法。該方法具有良好的表面改性處理效果，是常用的表面改性方法。

另一種方法是將硅烷與無(wú)機(jī)粉末（例如填料或顏料）和有機(jī)聚合物基礎(chǔ)材料混合，即遷移法。

大多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑需要在使用前制備為水溶液，即使事先將其水解也是如此。水解時(shí)間取決于硅烷偶聯(lián)劑的類(lèi)型和溶液的pH值，范圍從幾分鐘到幾十分鐘不等。在配置期間，通常將水溶液的pH值控制在3-5之間。 pH值高于5或低于3會(huì)促進(jìn)聚合物的形成。因此，所制備和水解的硅烷偶聯(lián)劑不能放置太久，否則會(huì)發(fā)生自縮合而失效。

（2）硅烷偶聯(lián)劑用量的計(jì)算

硅烷偶聯(lián)劑的用量與偶聯(lián)劑的種類(lèi)和填料的比表面積有關(guān)。假設(shè)單層吸附，可以計(jì)算如下：

硅烷偶聯(lián)劑的用量=（填料質(zhì)量×填料比表面積）/硅烷偶聯(lián)劑的較小涂層面積

硅烷偶聯(lián)劑的較小涂層面積隨硅烷偶聯(lián)劑的類(lèi)型而變化。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際劑量小于用上式計(jì)算的劑量。當(dāng)無(wú)機(jī)粉末的比表面積數(shù)據(jù)或硅烷偶聯(lián)劑的較小涂覆面積未知時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑的量可以選擇為無(wú)機(jī)粉末質(zhì)量的0.10％-1.5％。