硅烷偶聯(lián)劑用量大，品種多，通常以Y-R-SiX 3 表示其結(jié)構(gòu)。其中，X是鹵素或烷氧基，在水的作用下，Si-X變成Si-OH，實現(xiàn)無機物表面與硅烷的連接。R是長鏈烷烴，Y是氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、巰基、環(huán)氧基等有機官能團(tuán)，易于和聚合物發(fā)生反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑廣泛應(yīng)用于納米顆粒的表面改性、玻纖和金屬防腐蝕表面處理、涂料和密封劑增粘劑，可大大提升材料性能。

　　硅烷偶聯(lián)的分類

　　1、含硫硅烷偶聯(lián)劑

　　汽車工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了橡膠工業(yè)的發(fā)展，順丁橡膠由于具有優(yōu)異的耐寒性、耐磨性、耐老化及彈性而用于生產(chǎn)輪胎。但順丁橡膠抗撕裂性能較差，抗滑性能不好，所以常需在順丁橡膠中填充一定量的白炭黑。但白炭黑表面能大，易團(tuán)聚，在有機相中難以浸潤和分散，因此必須對其進(jìn)行表面改性。

　　目前輪胎工業(yè)中使用最多的表面改性劑多為含硫硅烷偶聯(lián)劑。含硫硅烷偶聯(lián)劑通過結(jié)構(gòu)中硫與橡膠結(jié)合，烷氧基與白炭黑表面的硅羥基結(jié)合，形成牢固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，極大地降低輪胎的滾動阻力。

　　2、氨基硅烷偶聯(lián)劑

　　作為通用型偶聯(lián)劑，氨基硅烷類偶聯(lián)劑幾乎能與各種聚合物樹脂發(fā)生偶聯(lián)作用。由于游離氨基的存在，此類硅烷偶聯(lián)劑堿性大，具有較高的反應(yīng)活性，且成型材料的撓曲強度隨著氨基的增加也相應(yīng)增加，此類硅烷偶聯(lián)劑的缺點在于使用過程中容易發(fā)生過早反應(yīng)而達(dá)不到預(yù)期效果。

　　γ-脲基丙基三乙氧基硅烷(A-1160)作為一種新型的含脲基硅烷偶聯(lián)劑，是一種pH值在7左右的中性水溶性化合物， 可以同大部分樹脂在低溫下進(jìn)行活性稍有降低的 反應(yīng)，同時保持一定的極限工作性能。

　　作為耐熱型硅烷偶聯(lián)劑的代表品種， Y-5475和Y-5669由于硅原子與苯環(huán)的結(jié)合，其 耐熱溫度較傳統(tǒng)產(chǎn)品高60～100℃。

　　3、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑

　　傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑易與水發(fā)生預(yù)交聯(lián)反應(yīng)的缺陷，限制了其在聚酯材料中的應(yīng)用。隨著研究技術(shù)的發(fā)展， 3-(2.3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(A-187)為代表的環(huán)氧型硅烷偶聯(lián)劑在室溫條件下，儲存12個月以上仍保持良好的物理性能和粘附力，因而 在水性體性中表現(xiàn)出較好的長期儲存穩(wěn)定性。

　　硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用

　　1、玻纖表面處理

　　玻纖作為一種無機非金屬材料，絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，力學(xué)強度高，常用作復(fù)合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料。但玻纖表面極性大，難與非極性的樹脂相容，大大降低了其填充效果。為了提升樹脂與玻纖的粘合性能，改善玻纖增強復(fù)合材料的強度、電氣、耐候性能，有必要對玻纖進(jìn)行表面改性。目前，在玻璃纖維表面改性方面用得較多的表面改性劑是硅烷偶聯(lián)劑，其 品種主要包括：乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

　　2、無機填料表面處理

　　塑料、橡膠等高分子材料均需加入不同的無機填料，以滿足其不同的使用性能。復(fù)合材料可以通過界面直接接觸來實現(xiàn)材料的復(fù)合，因此，界面的性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)直接影響其物理性能和結(jié)合力。

　　一般的無機填料表面是親水的，使用時不能很好地在樹脂、橡膠中分散，會嚴(yán)重影響復(fù)合材料的使用性能。在實際應(yīng)用中，通過對填料進(jìn)行表面改性，使填料具有憎水性，可以充分發(fā)揮無機填料的功能。

　　對無機填料使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，可以在填料表面形成一層非極性分子膜，提升填料在橡膠、塑料中的穩(wěn)定性、分散性及粘合力，提高填充塑料(包括橡膠)的電學(xué)、力學(xué)和耐候等性能，并促進(jìn)工藝性能的改善。

　　3、納米粉體表面改性

　　納米粉體具有粒徑小、比表面積大的特點，因而具有獨特的小尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和表面效應(yīng)，從而以優(yōu)良的補強性、穩(wěn)定性、增稠性受到青睞，在塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

　　由于納米粉體表面能大，易團(tuán)聚，限制了其超細(xì)效應(yīng)的發(fā)揮，在有機相中難以分散和浸潤，所以必須對其進(jìn)行表面改性，提高其與有機分子的相容性和結(jié)合力。

　　利用偶聯(lián)劑分子與納米粉體表面進(jìn)行某種化學(xué)反應(yīng)，將偶聯(lián)劑均勻覆蓋在納米粉體表面，從而提高納米粉體的憎水性，是常用的納米粉體改性方法。常用硅烷偶聯(lián)劑及鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。

　　4、用作密封劑、涂料等的增粘劑

　　硅烷偶聯(lián)劑作為一種增粘劑，廣泛應(yīng)用于粘結(jié)劑、密封劑和涂料等領(lǐng)域，能提高它們的粘結(jié)強度、耐水、耐候性能。

　　將功能性硅烷偶聯(lián)劑引入涂料，可以讓硅烷與涂料的成膜聚合物形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)或與涂料成膜聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而促進(jìn)涂料對底材的潤濕，提高涂料的附著力。此外，烷基和芳基硅烷還能改進(jìn)涂料涂膜光澤、遮蓋力、混溶性和對顏料的潤濕性與分散性能。

　　5、其它方面

　　硅烷偶聯(lián)劑還廣泛應(yīng)用于金屬表面處理等行業(yè)。

　　利用KH-560對金屬表面進(jìn)行預(yù)處理，可在金屬表面形成硅烷膜涂層，其耐腐蝕性能與磷化處理相當(dāng)甚至優(yōu)于磷化處理。此技術(shù)有望逐漸代替磷化、鉻酸鹽鈍化等常用金屬表面處理工藝，從而解決金屬表面處理一直存在的環(huán)保問題。