Înțelegerea relației dintre structura și proprietățile titanatului vă poate ajuta să alegeți corect diferitele soiuri.
Elementele tetravalente sunt cei mai buni constructori moleculari, cum ar fi carbonul tetravalent de titan - formând baza vieții. În mod similar, chimia titanului a arătat că titanul tetravalent poate permite chimiștilor să sintetizeze diferite tipuri moleculare de titanați ca agenți de cuplare, care, pe lângă faptul că oferă efecte bune de cuplare pentru diferite materiale de umplutură și sisteme polimerice, prezintă și diverse alte funcții.
![](/yg-1/2022/05/13/titanatecouplingagent.jpg?imageView2/2/format/jp2)
Moleculele de titanat agenţi de cuplare pot fi împărțite în șase regiuni funcționale, care își joacă rolurile respective în mecanismul de cuplare. Cele șase zone funcționale sunt prezentate în tabel: zona funcțională ① (RO)m - din materie anorganică și cuplaj de titan.
Agentul de cuplare titanat este cuplat chimic prin gruparea sa alcoxi direct cu o cantitate mică de grupări carboxil sau hidroxil adsorbite pe suprafața umpluturii sau a pigmentului.
Au fost dezvoltate diferite tipuri de agenți de cuplare datorită diferenței dintre grupele de zone funcționale ①, fiecare tip este selectiv pentru conținutul de apă de pe suprafața umpluturii, iar caracteristicile fiecărui tip sunt:
1. tip monoalcoxi;
Titanatul monoalcoxi produce o legătură chimică la interfața dintre pulberea anorganică și rășina matrice. Proprietatea sa extrem de unică este de a forma un film monomolecular pe suprafața pulberii anorganice, dar nu există un film polimolecular pe interfață.
Deoarece are încă structura chimică a titanatului, în prezența unui exces de agent de cuplare, energia de suprafață se modifică și vâscozitatea este mult redusă. În faza de rășină matriceală, datorită grupării trifuncționale a agentului de cuplare și a reacției de transesterificare, molecula de titanat este cuplată, ceea ce facilitează modificarea moleculei de titanat și selectarea sistemului polimeric umplut.
Acest tip de agent de cuplare (cu excepția tipului de acid pirofosforic) este potrivit în special pentru sistemele de umplere uscată care nu conțin apă liberă și conțin doar apă legată chimic sau apă legată fizic, cum ar fi carbonat de calciu, alumină hidratată etc.
2. Tipul monoalcoxi pirofosfat:
Acest tip de titanat este potrivit pentru sistemele de umplere cu conținut ridicat de umiditate, cum ar fi argila, talcul și așa mai departe. De asemenea, poate fi descompus pentru a forma o grupare fosfat, combinată cu o parte de apă.
3. Tipul de coordonare:
Reacția secundară a titanatului tetravalent în unele sisteme poate fi evitată. Cum ar fi reacția de transesterificare în poliester, reacția cu gruparea hidroxil în rășina epoxidica, reacția cu polialcoolul sau izocianatul în poliuretan etc. Acest tip de agent de cuplare este potrivit pentru multe sisteme de umplere și are un efect de cuplare bun. Mecanismul său de cuplare este similar cu cel de tip monoalcoxi.
4. Tip de înțepătură:
Acest tip de agent de cuplare este potrivit pentru umpluturi cu umiditate ridicată și pentru sistemele polimerice care conțin apă, cum ar fi silice, argilă, talc, silicat de aluminiu, fibră de sticlă tratată cu apă, negru lampă etc. În sistemele cu umiditate ridicată, general Titanatul de tip monoalcoxi are o stabilitate slabă la hidroliză și un efect de cuplare scăzut, în timp ce acest tip are o stabilitate bună la hidroliză și, în această stare, prezintă un efect de cuplare bun.
Zona funcțională ② -(--O...)-- are funcția de transesterificare și reticulare.
Această zonă poate suferi transesterificare cu polimeri cu grupări carboxil sau este supusă esterificării cu grupări carboxil în rășini epoxidice pentru a reticula umpluturi, titanați și polimeri.
Reactivitatea de transesterificare este guvernată de mai mulți factori:
1. Structura chimică a părții de cuplare dintre molecula de titanat și substanța anorganică;
2. Structura chimică a grupului OX pe zona funcțională ③;
3. Structura chimică a polimerilor organici;
4. Proprietățile chimice ale altor aditivi, cum ar fi plastifianții esteri.
Titanații nu suferă transesterificare în polimeri termoplastici precum poliolefinele, dar în poliesteri, rășini epoxidice sau materiale plastice moi din clorură de polivinil cu plastifianți esteri, transesterificarea nu are loc. au un mare impact. Activitatea reacției de transesterificare este prea mare, ceea ce va provoca consecințe adverse. De exemplu, titanatul, cum ar fi KR-9S, atunci când este adăugat la polimer, poate suferi rapid transesterificare, iar vâscozitatea inițială crește brusc, ceea ce reduce foarte mult cantitatea de umplere. Cu toate acestea, titanatul, cum ar fi KR-12, are activitate scăzută de transesterificare și nu are efect de vâscozitate inițială, dar transesterificarea poate progresa treptat în timp, astfel încât nu numai dispersibilitatea inițială este bună, dar și cantitatea de umplere poate fi crescută foarte mult.
În acoperiri, mecanismul de transesterificare al agenților de cuplare titanat poate fi utilizat pentru reticulare și întărire a poliesterilor saturati și a rășinilor alchidice, astfel încât să se poată obține un material neîngălbenit (deoarece nu conține structuri nesaturate). Poate exprima tixotropie, astfel încât KR-9S cu activitate de transesterificare mai mare are efect de tixotropie, iar TTS are, de asemenea, un anumit grad de capacitate de transesterificare.
Zona funcțională ③ OX - grupul care conectează centrul de titan.
Grupul OX din această parte are efecte diferite asupra proprietăților titanatului, în funcție de structura grupului. De exemplu, gruparea carboxil poate crește compatibilitatea cu materialele semipolare, gruparea acidului sulfonic are tixotropie, iar gruparea sulfonă poate crește activitatea de transesterificare. Gruparea fosfat poate îmbunătăți ignifugarea și înmuierea PVC-ului; Grupul pirofosfat poate absorbi apa și poate îmbunătăți rezistența la impact a PVC-ului rigid, grupul fosfit poate îmbunătăți rezistența la oxidare, poate reduce poliesterul sau vâscozitatea inelului în rășina oxigenată etc.
Zona funcțională ④ R---grup de încurcătură cu lanț lung de polimer termoplastic, schelet organic în moleculă de titanat.
Datorită existenței unui număr mare de atomi de carbon cu lanț lung, compatibilitatea cu sistemul polimeric este îmbunătățită, ceea ce determină modificarea energiei de suprafață pe interfața materialului anorganic, care are funcții de flexibilitate și transfer de stres, și produce efect auto-lubrifiant, care duce la o scădere semnificativă a vâscozității și îmbunătățește tehnologia de prelucrare crește alungirea și rezistența la rupere a produsului și îmbunătățește performanța la impact. Dacă R este o grupare aromatică, poate îmbunătăți compatibilitatea titanatului și a polimerului hidrocarbură aromatică.
Zona funcțională ⑤ Y---Grup reactiv de polimer termorigid.
Când sunt conectate la cadrul organic al titanului, agentul de cuplare și materialele organice pot fi conectate prin reacție chimică, de exemplu, legăturile duble pot fi reticulate și întărite cu materiale nesaturate, iar grupările amino pot fi reticulate cu epoxi. rășini.
Zona funcțională ⑥ )n Reprezintă funcționalitatea titanatului, n poate fi 1-3, deci poate fi ajustat în funcție de nevoi, astfel încât să poată produce o varietate de efecte diferite asupra materiei organice, în acest sens, flexibilitatea este mai bună decât cel al silanului. Agentul de cuplare monofuncțional trialcoxi este mare.
Din funcțiile celor șase zone funcționale de mai sus, se poate observa că agentul de cuplare titanat are o mare flexibilitate și versatilitate. Nu este doar un agent de cuplare, ci și un agent de dispersie, un agent de umectare, un adeziv, un agent de cuplare, catalizator etc., poate avea și funcții precum anti-rugină, antioxidare, ignifug etc., deci are o gama larga de aplicatii si este mai buna decat alti agenti de cuplare.