Att förstå förhållandet mellan strukturen och egenskaperna hos titanat kan hjälpa dig att välja olika sorter korrekt.
Fyrvärda grundämnen är de bästa molekylära byggare, såsom fyrvärt titankol - som utgör grunden för livet. På liknande sätt har titankemin visat att fyrvärt titan kan göra det möjligt för kemister att syntetisera olika molekylära typer av titanater som kopplingsmedel, vilka förutom att ge goda kopplingseffekter för olika fyllmedel och polymersystem också uppvisar olika andra funktioner.
Molekylerna av titanat kopplingsmedel kan delas in i sex funktionella regioner, som spelar sina respektive roller i kopplingsmekanismen. De sex funktionsområdena visas i tabellen: funktionsområde ① (RO)m - från oorganiskt material och titankoppling.
Titanatkopplingsmedlet är kemiskt kopplat av sin alkoxigrupp direkt med en liten mängd karboxyl- eller hydroxylgrupper adsorberade på ytan av fyllmedlet eller pigmentet.
Olika typer av kopplingsmedel har utvecklats på grund av skillnaden i funktionsområde ① grupper, varje typ är selektiv för vattenhalten på ytan av fyllmedlet, och egenskaperna för varje typ är:
1. Monoalkoxityp;
Monoalkoxititanat producerar en kemisk bindning vid gränsytan mellan oorganiskt pulver och matrisharts. Dess extremt unika egenskap är att bilda en monomolekylär film på ytan av oorganiskt pulver, men det finns ingen polymolekylär film på gränsytan.
Eftersom det fortfarande har den kemiska strukturen av titanat, i närvaro av överskott av kopplingsmedel, förändras ytenergin och viskositeten reduceras kraftigt. I matrishartsfasen, på grund av den trifunktionella gruppen av kopplingsmedlet och transesterifieringsreaktionen, kopplas titanatmolekylen, vilket underlättar modifieringen av titanatmolekylen och valet av det fyllda polymersystemet.
Denna typ av kopplingsmedel (förutom typ pyrofosforsyra) är särskilt lämplig för torra fyllmedelssystem som inte innehåller fritt vatten och endast innehåller kemiskt bundet vatten eller fysiskt bundet vatten, såsom kalciumkarbonat, hydratiserad aluminiumoxid, etc.
2. Monoalkoxipyrofosfattyp:
Denna typ av titanat är lämplig för fyllmedelssystem med hög fukthalt, såsom lera, talk och så vidare. Den kan också sönderdelas för att bilda en fosfatgrupp, kombinerad med en del vatten.
3. Samordningstyp:
Bireaktionen av fyrvärt titanat i vissa system kan undvikas. Såsom transesterifieringsreaktionen i polyester, reaktionen med hydroxylgrupp i epoxiharts, reaktionen med polyalkohol eller isocyanat i polyuretan etc. Denna typ av kopplingsmedel är lämplig för många fyllmedelssystem och har god kopplingseffekt. Dess kopplingsmekanism liknar den för monoalkoxityp.
4. Stingtyp:
Denna typ av kopplingsmedel är lämplig för fyllmedel med hög luftfuktighet och vattenhaltiga polymersystem, såsom våtprocess kiseldioxid, lera, talk, aluminiumsilikat, vattenbehandlad glasfiber, lampsvart etc. I system med hög luftfuktighet, allmänt Titanatet av monoalkoxityp har dålig hydrolysstabilitet och låg kopplingseffekt, medan denna typ har god hydrolysstabilitet, och i detta tillstånd uppvisar den en god kopplingseffekt.
Funktionsområde ② -(--O...)-- har funktionen av transförestring och tvärbindning.
Denna zon kan genomgå transförestring med polymerer med karboxylgrupper, eller genomgå förestring med karboxylgrupper i epoxihartser för att tvärbinda fyllmedel, titanater och polymerer.
Transesterifieringsreaktivitet styrs av flera faktorer:
1. Den kemiska strukturen hos kopplingsdelen mellan titanatmolekylen och den oorganiska substansen;
2. OX-gruppens kemiska struktur på funktionsområde ③;
3. Den kemiska strukturen hos organiska polymerer;
4. De kemiska egenskaperna hos andra tillsatser såsom estermjukgörare.
Titanater genomgår inte omförestring i termoplastiska polymerer som polyolefiner, men i polyestrar, epoxihartser eller mjuka polyvinylkloridplaster med estermjukgörare förekommer inte omförestring. har stor inverkan. Aktiviteten hos transesterifieringsreaktionen är för hög, vilket kommer att orsaka negativa konsekvenser. Till exempel kan titanat såsom KR-9S, när det tillsätts till polymeren, snabbt genomgå transesterifiering, och den initiala viskositeten ökar kraftigt, vilket kraftigt minskar fyllnadsmängden. Emellertid har titanat såsom KR-12 låg aktivitet av omförestring och ingen initial viskositetseffekt, men omförestring kan fortskrida gradvis över tiden, så att inte bara den initiala dispergerbarheten är god, utan även fyllningsmängden kan ökas avsevärt.
I beläggningar kan transesterifieringsmekanismen för titanatkopplingsmedel användas för att tvärbinda och härda mättade polyestrar och alkydhartser, så att ett icke-gulnande material (eftersom det inte innehåller omättade strukturer) kan erhållas. Det kan uttrycka tixotropi, så KR-9S med högre transesterifieringsaktivitet har tixotropieffekt, och TTS har också en viss grad av transesterifieringsförmåga.
Funktionsområde ③ OX--gruppen som förbinder titancentrum.
OX-gruppen i denna del har olika effekter på titanats egenskaper beroende på gruppens struktur. Till exempel kan karboxylgruppen öka kompatibiliteten med semi-polära material, sulfonsyragruppen har tixotropi och sulfongruppen kan öka transesterifieringsaktiviteten. Fosfatgrupp kan förbättra flamskyddet och uppmjukningen av PVC; pyrofosfatgruppen kan absorbera vatten och förbättra slaghållfastheten hos styv PVC, fosfitgruppen kan förbättra oxidationsbeständigheten, minska polyester eller ringviskositet i syreharts, etc.
Funktionsområde ④ R---långkedjig intrasslingsgrupp av termoplastisk polymer, organiskt skelett i titanatmolekyl.
På grund av förekomsten av ett stort antal långkedjiga kolatomer förbättras kompatibiliteten med polymersystemet, vilket orsakar förändringen av ytenergin på gränssnittet för det oorganiska materialet, som har funktionerna flexibilitet och spänningsöverföring, och producerar självsmörjande effekt, vilket leder till en betydande minskning av viskositeten och förbättrar Bearbetningstekniken ökar produktens förlängning och rivhållfasthet och förbättrar slagprestandan. Om R är en aromatisk grupp kan den förbättra kompatibiliteten för titanat och aromatisk kolvätepolymer.
Funktionsområde ⑤ Y---Reaktiv grupp av värmehärdande polymer.
När de är anslutna till det organiska ramverket av titan kan kopplingsmedlet och de organiska materialen kopplas samman genom kemisk reaktion, till exempel kan dubbelbindningar tvärbindas och härdas med omättade material och aminogrupper kan tvärbindas med epoxi hartser.
Funktionsområde ⑥ )n Det representerar funktionaliteten hos titanat, n kan vara 1-3, så det kan justeras efter behov, så att det kan producera en mängd olika effekter på organiskt material, i detta avseende är flexibiliteten bättre än silan. Trialkoxi monofunktionellt kopplingsmedel är stort.
Av funktionerna för de sex funktionella områdena ovan kan det ses att titanatkopplingsmedlet har stor flexibilitet och mångsidighet. Det är inte bara ett kopplingsmedel, utan också ett dispergeringsmedel, ett vätmedel, ett lim, ett kopplingsmedel, katalysator, etc., kan också ha funktioner som rostskydd, antioxidation, flamskyddsmedel, etc., så den har ett brett användningsområde och är bättre än andra kopplingsmedel.
