Das Verständnis der Beziehung zwischen der Struktur und den Eigenschaften von Titanat kann Ihnen bei der richtigen Auswahl verschiedener Sorten helfen.
Vierwertige Elemente sind die besten Molekülbauer, wie vierwertiger Titan-Kohlenstoff – sie bilden die Grundlage des Lebens. In ähnlicher Weise hat die Titanchemie gezeigt, dass vierwertiges Titan Chemiker in die Lage versetzen kann, verschiedene Molekültypen von Titanaten als Kupplungsmittel zu synthetisieren, die neben guten Kupplungseffekten für verschiedene Füllstoffe und Polymersysteme auch verschiedene andere Funktionen zeigen.
Die Moleküle von Titanat Kopplungsmittel kann in sechs funktionelle Regionen unterteilt werden, die ihre jeweilige Rolle im Kopplungsmechanismus spielen. Die sechs Funktionsbereiche sind in der Tabelle dargestellt: Funktionsbereich ① (RO)m - aus anorganischen Stoffen und Titankopplung.
Das Titanat-Kupplungsmittel wird durch seine Alkoxygruppe direkt mit einer kleinen Menge an Carboxyl- oder Hydroxylgruppen, die auf der Oberfläche des Füllstoffs oder Pigments adsorbiert sind, chemisch gekuppelt.
Verschiedene Typen von Haftvermittlern wurden aufgrund des Unterschieds in den Funktionsbereich ① Gruppen entwickelt, jeder Typ ist selektiv für den Wassergehalt auf der Oberfläche des Füllstoffs, und die Eigenschaften jedes Typs sind:
1. Monoalkoxy-Typ;
Monoalkoxytitanat erzeugt eine chemische Bindung an der Grenzfläche zwischen anorganischem Pulver und Matrixharz. Seine äußerst einzigartige Eigenschaft besteht darin, einen monomolekularen Film auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers zu bilden, aber es gibt keinen polymolekularen Film an der Grenzfläche.
Da es immer noch die chemische Struktur von Titanat hat, ändert sich in Gegenwart von überschüssigem Haftvermittler die Oberflächenenergie und die Viskosität wird stark reduziert. In der Matrixharzphase wird aufgrund der trifunktionellen Gruppe des Kopplungsmittels und der Umesterungsreaktion das Titanatmolekül gekoppelt, was die Modifikation des Titanatmoleküls und die Auswahl des gefüllten Polymersystems erleichtert.
Diese Art von Haftvermittler (außer Pyrophosphorsäure-Typ) ist besonders geeignet für Trockenfüllersysteme, die kein freies Wasser enthalten und nur chemisch gebundenes Wasser oder physikalisch gebundenes Wasser enthalten, wie z. B. Calciumcarbonat, hydratisiertes Aluminiumoxid usw.
2. Monoalkoxypyrophosphat-Typ:
Diese Art von Titanat eignet sich für Füllstoffsysteme mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, wie Ton, Talkum usw. Es kann auch in Verbindung mit einem Teil Wasser zu einer Phosphatgruppe zersetzt werden.
3. Art der Koordinierung:
Die Nebenreaktion von vierwertigem Titanat in einigen Systemen kann vermieden werden. Wie die Umesterungsreaktion in Polyester, die Reaktion mit Hydroxylgruppen in Epoxidharz, die Reaktion mit Polyalkohol oder Isocyanat in Polyurethan usw. Diese Art von Haftvermittler ist für viele Füllstoffsysteme geeignet und hat eine gute Haftwirkung. Sein Kupplungsmechanismus ähnelt dem des Monoalkoxytyps.
4. Stacheltyp:
Diese Art von Haftvermittler eignet sich für Füllstoffe mit hoher Feuchtigkeit und wasserhaltige Polymersysteme, wie z. Allgemeines Das Titanat vom Monoalkoxytyp hat eine schlechte Hydrolysestabilität und einen geringen Kupplungseffekt, während dieser Typ eine gute Hydrolysestabilität hat und in diesem Zustand einen guten Kupplungseffekt zeigt.
Funktionsbereich ② -(--O...)-- hat die Funktion der Umesterung und Vernetzung.
Diese Zone kann mit Polymeren mit Carboxylgruppen umgeestert werden oder in Epoxidharzen mit Carboxylgruppen verestert werden, um Füllstoffe, Titanate und Polymere zu vernetzen.
Die Umesterungsreaktivität wird von mehreren Faktoren bestimmt:
1. Die chemische Struktur des Kopplungsteils zwischen dem Titanatmolekül und der anorganischen Substanz;
2. Die chemische Struktur der OX-Gruppe im Funktionsbereich ③;
3. Die chemische Struktur organischer Polymere;
4. Die chemischen Eigenschaften anderer Additive wie Ester-Weichmacher.
Titanate werden in thermoplastischen Polymeren wie Polyolefinen nicht umgeestert, aber in Polyestern, Epoxidharzen oder weichen Polyvinylchlorid-Kunststoffen mit Ester-Weichmachern findet keine Umesterung statt. haben eine große Wirkung. Die Aktivität der Umesterungsreaktion ist zu hoch, was nachteilige Folgen haben wird. Beispielsweise kann Titanat wie KR-9S, wenn es dem Polymer zugesetzt wird, schnell einer Umesterung unterliegen, und die Anfangsviskosität steigt stark an, was die Füllmenge stark verringert. Titanat wie KR-12 hat jedoch eine geringe Umesterungsaktivität und keinen Anfangsviskositätseffekt, aber die Umesterung kann mit der Zeit allmählich fortschreiten, so dass nicht nur die anfängliche Dispergierbarkeit gut ist, sondern auch die Füllmenge stark erhöht werden kann.
In Beschichtungen kann der Umesterungsmechanismus von Titanat-Kupplungsmitteln verwendet werden, um gesättigte Polyester und Alkydharze zu vernetzen und zu härten, so dass ein nicht vergilbendes Material (weil es keine ungesättigten Strukturen enthält) erhalten werden kann. Es kann Thixotropie ausdrücken, daher hat KR-9S mit höherer Umesterungsaktivität eine Thixotropiewirkung und TTS hat auch einen gewissen Grad an Umesterungsfähigkeit.
Funktionsbereich ③ OX – die Gruppe, die das Titanzentrum verbindet.
Die OX-Gruppe in diesem Teil hat je nach Struktur der Gruppe unterschiedliche Auswirkungen auf die Eigenschaften von Titanat. Beispielsweise kann die Carboxylgruppe die Verträglichkeit mit semipolaren Materialien erhöhen, die Sulfonsäuregruppe Thixotropie aufweisen und die Sulfongruppe die Umesterungsaktivität erhöhen. Die Phosphatgruppe kann die Flammhemmung und Erweichung von PVC verbessern; Die Pyrophosphatgruppe kann Wasser absorbieren und die Schlagfestigkeit von Hart-PVC verbessern, die Phosphitgruppe kann die Oxidationsbeständigkeit verbessern, die Polyester- oder Ringviskosität in Sauerstoffharz usw. verringern.
Funktionsbereich ④ R --- langkettige Verflechtungsgruppe aus thermoplastischem Polymer, organisches Skelett im Titanatmolekül.
Aufgrund des Vorhandenseins einer großen Anzahl langkettiger Kohlenstoffatome wird die Kompatibilität mit dem Polymersystem verbessert, was die Änderung der Oberflächenenergie an der Grenzfläche des anorganischen Materials bewirkt, das die Funktionen der Flexibilität und Spannungsübertragung hat, und erzeugt einen selbstschmierenden Effekt, der zu einer deutlichen Abnahme der Viskosität führt und die Die Verarbeitungstechnologie erhöht die Dehnung und Reißfestigkeit des Produkts und verbessert das Schlagverhalten. Wenn R eine aromatische Gruppe ist, kann es die Kompatibilität von Titanat und aromatischem Kohlenwasserstoffpolymer verbessern.
Funktionsbereich ⑤ Y --- Reaktive Gruppe des duroplastischen Polymers.
Wenn sie mit dem organischen Gerüst aus Titan verbunden sind, können der Haftvermittler und organische Materialien durch chemische Reaktion verbunden werden, beispielsweise können Doppelbindungen vernetzt und mit ungesättigten Materialien gehärtet werden und Aminogruppen können mit Epoxid vernetzt werden Harze.
Funktionsbereich ⑥) n Es stellt die Funktionalität von Titanat dar, n kann 1-3 sein, so dass es je nach Bedarf angepasst werden kann, so dass es eine Vielzahl unterschiedlicher Wirkungen auf organisches Material erzeugen kann, in dieser Hinsicht ist die Flexibilität besser als die von Silan. Trialkoxy-monofunktionelles Kupplungsmittel ist groß.
Aus den Funktionen der obigen sechs Funktionsbereiche ist ersichtlich, dass das Titanat-Haftvermittler eine große Flexibilität und Vielseitigkeit aufweist. Es ist nicht nur ein Haftvermittler, sondern auch ein Dispergiermittel, ein Netzmittel, ein Klebstoff, ein Haftvermittler, ein Katalysator usw. und kann auch Funktionen wie Rostschutz, Oxidationsschutz, Flammschutzmittel usw. haben. daher hat es ein breites Anwendungsspektrum und ist besser als andere Haftvermittler.
