偶聯(lián)劑對(duì)填料的改性，在我國(guó)塑料工業(yè)中已經(jīng)歷快30年，在取得改性效果的同時(shí)，也出現(xiàn)一些改性未取得理想效果的反映，經(jīng)調(diào)查分析，塑料改性效果的取得，必須與塑料加工中各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)要有良好的協(xié)調(diào)配合。

一、 非金屬礦(粉體材料)

• 在塑料工業(yè)中的作用在塑料加工中,加入適當(dāng)?shù)姆垠w填料，可達(dá)到增量降低成本的作用，還能改善或提高塑料制品的物理力學(xué)性能、耐磨性能、熱學(xué)性能、耐老化性能,還能克服塑料不耐低溫、低剛硬性、易膨脹性、易蠕變性等缺點(diǎn)。

• 所以，填料既有增量作用，又有改性效果；有些填料具有活性，還能起到補(bǔ)強(qiáng)作用。

• 增量劑可使塑料制品的密度、彈性模量、壓縮強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度得到改善，收縮率變小，尺寸穩(wěn)定性好，減弱了材料的力學(xué)性能和溫度的依賴關(guān)系，降低制品成本。

• 增強(qiáng)劑的作用在于使制品的抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彈性模量、熱變形溫度提高，縮小制品收縮率，改進(jìn)其蠕變性，提高彎曲、蠕變模量，降低負(fù)荷的粘彈屈服，提高拉伸強(qiáng)度。

• 近年來，塑料工業(yè)發(fā)展，填充劑也向功能型要求發(fā)展，并向超細(xì)、超微細(xì)發(fā)展，對(duì)填料的界面未經(jīng)改性已不適應(yīng)塑料工業(yè)發(fā)展的要求，用偶聯(lián)劑對(duì)填料界面改性，已形成廣泛的共識(shí)。

• 非金屬礦填料已成為塑料工業(yè)不可缺少的原料，隨著改性技術(shù)的進(jìn)步，在塑料中使用的非金屬礦填料的種類、數(shù)量都將迅速擴(kuò)大，并據(jù)其價(jià)格低廉、性能獨(dú)特、改性效果顯著的優(yōu)勢(shì)，在塑料工業(yè)中有著重要的作用。

二、 偶聯(lián)劑改性填料

• 在塑料工業(yè)中的應(yīng)用為了使復(fù)合材料達(dá)到預(yù)期的性能，需對(duì)填料表面進(jìn)行改性，以增強(qiáng)它與基本樹脂的相容性和結(jié)合力。

• 用偶聯(lián)劑對(duì)填充劑界面改性的作用是：提高塑料制品質(zhì)量檔次;提高塑料制品附加值；促進(jìn)塑料新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)的應(yīng)用。

• 七十年代末我國(guó)消化吸收國(guó)外技術(shù)，研究生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，八十年代初形成小規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展起了積極作用。

• 隨后，國(guó)內(nèi)又自行研制開發(fā)生產(chǎn)了鋁酸酯偶聯(lián)劑、稀土偶聯(lián)劑等。

• 目前國(guó)內(nèi)偶聯(lián)劑的類型、品種很多，應(yīng)用時(shí)應(yīng)對(duì)其質(zhì)量、性能多加研究。

• 偶聯(lián)劑對(duì)填料改性,既有物理變化、又有化學(xué)反應(yīng)，更與塑料加工中其它工藝技術(shù)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，否則改性效果再好，不一定能在最終制品上反應(yīng)出改性效果。

• 不同樹脂、不同填料、不同用途應(yīng)選擇不同類型的偶聯(lián)劑填充劑多數(shù)是無機(jī)物，必須考慮到它與基體樹脂的相容性。

• 有機(jī)聚合物分子結(jié)構(gòu)及物理形態(tài)和無機(jī)物(粉體填料)不相同，兩種結(jié)構(gòu)不相同的材料不可能結(jié)合在一起，選用具有兩性基團(tuán)的偶聯(lián)劑，通過化學(xué)鏈或纏繞將填料與樹脂緊密牢固地結(jié)合起來。

三、填料的改性方法和要求

• 改性設(shè)備的選擇：連續(xù)性粉體表面改性機(jī)、高速混合機(jī)等。須選用高混機(jī),轉(zhuǎn)速>1000r/min，容積200～500L，要求投入的粉體材料在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下，粉體在混合室內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)的料流撞擊到折流板上，改變流動(dòng)方向，進(jìn)而強(qiáng)化了物料混合與分散效果，使聚集狀態(tài)粉體充分分散，偶聯(lián)劑在每個(gè)粉體粒子界面上都包覆一層分子膜。

• 粉體材料的含水量：應(yīng)低于0.5%,否則單烷氧型鈦酸酯偶聯(lián)劑易水解失效。含濕量較高的填料，如粘土、云母、滑石粉等，可選用焦磷酸型鈦酸酯偶聯(lián)劑，它除了與填料表面羥基反應(yīng)形成偶聯(lián)外，焦磷酸酯基也可分解形成磷酸酯結(jié)合一部分水。對(duì)高濕填料的含水聚合物體系，如濕法SiO2、陶土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、炭黑以及酞菁、鐵紅在水性溶液中的分散防沉，可選用具有極好水解穩(wěn)定性的鰲合型鈦酸酯偶聯(lián)劑。

• 藥劑選擇：四價(jià)鈦酸酯偶聯(lián)劑會(huì)不同程度地與酯類增塑劑和其它酯類化合物發(fā)生酯交換反應(yīng)，遇有這種狀況，可選用配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑。一般表面活性劑會(huì)影響或?qū)光佀狨ヅ悸?lián)劑與無機(jī)填料的偶聯(lián)作用，如氧化鋅、硬酯酸等,這些材料必須在填料、偶聯(lián)劑、聚合物充分混合后再加入，以免影響偶聯(lián)效果。