第十章偶聯(lián)劑10.1概述10.2偶聯(lián)劑的合成10.3偶聯(lián)劑的應(yīng)用10.1概述 偶聯(lián)劑主要用于復(fù)合材料中，即以聚合物為基材、無機礦物為填充材，通過熔融混煉加工成型得到的改性材料。 復(fù)合化的目的： 1、提高材料的性能或使材料功能化，例如增強材料的強度，改善制品的機械、電絕緣及抗老化等綜合性能。 2、填充大量廉價無機填料的改性方法，可以降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)量。 無機填料和高聚物分子之間缺乏親和性，僅僅起到增量的作用。 大量填充無機填料而導(dǎo)致聚合物復(fù)合材料的粘度顯著提高，使材料的加工性能受到影響。 另外，由于填料與聚合物之間混合不均勻，且粘合力弱，制品的力學(xué)性能降低，因此大量填加廉價無機填料的方法具有一定的局限性。 設(shè)法把活性的有機官能團接到無機填料表面，以改變其親水性，提高它與有機聚合物的相容性及分散性。此時無機填料在塑料中就不僅具有增量作用，而且還能起到增強改性的效果，如提高復(fù)合材料的耐熱性和改進尺寸的穩(wěn)定性。 在此基礎(chǔ)上偶聯(lián)劑則應(yīng)運而生，由于其良好的性能而被廣泛地應(yīng)用于復(fù)合材料領(lǐng)域。

10.1.1偶聯(lián)劑的定義和分類

偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)中存在兩種官能團：一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或至少有好的相容性；另一種可與無機填料形成化學(xué)鍵。 偶聯(lián)劑可以改善高分子材料與填料之間的界面性能，提高界面的粘合性，改善填充或增強后的高分子材料的性能。 工業(yè)上使用偶聯(lián)劑按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類可分為： 硅烷類，鈦酸酯類，鋁酸酯類，有機鉻絡(luò)合物，硼化物，磷酸酯，鋯酸酯，錫酸酯等。 它們廣泛地應(yīng)用在塑料橡膠等高分子材料領(lǐng)域之中。 硅烷的偶聯(lián)作用常常被簡單的描述成排列整齊的硅烷系分子層在聚合物和填料之間形成共價鍵橋。 硅烷偶聯(lián)劑對含有極性基團的或引入極性基團的填充體系偶聯(lián)效果較明顯，而對非極性體系則效果不顯著，對碳酸鈣填充復(fù)合體系效果不佳。

2．鈦酸酯偶聯(lián)劑 鈦酸酯偶聯(lián)劑對于熱塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶聯(lián)效果，這類偶聯(lián)劑可用通式：(ROO(4-n)Ti(OXR’Y)n(n=2，3)表示。 其中RO-是可水解的短碳鏈烷氧基，能與無機物表面羥基起反應(yīng)，從而達到化學(xué)偶聯(lián)的目的；-OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，這些基團很重要，決定鈦酸酯所具有的特殊性能。

磺酸基賦于有機聚合物一定的觸變性；焦磷酰氧基有阻燃、防銹和增強粘接的性能；亞磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通過-OX的選擇，可使鈦酸酯兼具偶聯(lián)和其他特殊性能； R’是長碳鍵烷烴基，它比較柔軟，能和有機聚合物進行彎曲纏結(jié)，使有機物和無機物的相容性得到改善，提高材料的抗沖擊強度； Y是羥基、氨基、環(huán)氧基或含雙鍵基團等，這些基團連接在鈦酸酯分子的末端，可與有機聚合物進行化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合在一起。

3．鋁酸酯偶聯(lián)劑 這類偶聯(lián)劑是國內(nèi)自行開發(fā)的品種，可改善制品的物理機械性能，如提高沖擊強度，提高熱變型溫度，可與鈦酸酯偶聯(lián)劑相媲美。 另外其成本低，價格僅為鈦酸酯偶聯(lián)劑的一半，具有色淺，無毒，使用方便等特點，熱穩(wěn)定性比鈦酸酯還好，它與鈦系偶聯(lián)劑的最大差異在于對炭黑等顏料的分散性有極優(yōu)的效果，因此在涂料方面的應(yīng)用甚多。

4．有機鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑 這類偶聯(lián)劑由美國杜邦公司開發(fā)，是一種由羧酸與三價鉻氯化物形成的配位絡(luò)合物(Volan)。 鉻與甲基丙烯酸的絡(luò)合物一直被用作聚酯和環(huán)氧樹酯增強用的玻璃纖維的標準處理劑，玻璃纖維的Volan處理劑還能賦予玻璃纖維優(yōu)良的抗靜電性和別的工藝性能，因此由鉻產(chǎn)生的綠色普遍看作是“偶聯(lián)了的”玻璃纖維對塑料增強的標準。

5．其他類型偶聯(lián)劑 它們包括磷酸酯，硼酸酯、錫酸酯、鋯酸酯以及鋯鋁酸酯等。 有人在碳酸鈣填充聚丙烯復(fù)合體中，將碳酸鈣用丙烯酸丁酯作為表面處理劑處理后，也能提高碳酸鈣在聚丙烯中的分散性和相容性，使復(fù)合材料的性能提高。 若在上述復(fù)合體系中，分別加入聚丙烯與馬來酸酐或丙烯酸丁酯的接枝共聚物后，也能改進復(fù)合體系的分散性和相容性，以及提高復(fù)合材料的各種性能。

1．化學(xué)鍵合理論 該理論認為偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團，能與玻璃纖維表而的硅醇基團或其他無機填料表面的分子作用形成共價鍵。 此外，偶聯(lián)劑還含有至少一種別的不同的官能團與聚合分子鍵合，以獲得良好的界面結(jié)合，偶聯(lián)劑就起著在無機相與有機相之間相互連接的橋梁似的作用。 例如氨丙基三乙氧基硅烷NH2CH2CH2-CH2Si(OC2H5)3，當(dāng)用它首先處理無機填料時(如玻璃纖維等)，硅烷首先水解變成硅醇，接著硅醇基與無機填料表面發(fā)生脫水反應(yīng)，進行化學(xué)鍵連接： 經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無機填料進行填充制備復(fù)合材料時，偶聯(lián)劑中的Y基團將和有機高聚物相互作用，最終搭起無機填料和有機物間的橋梁，如和環(huán)氧樹脂的偶聯(lián)作用。 通過以上兩反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑通過化學(xué)鍵結(jié)合改善了復(fù)合材料中高聚物和無機填料之間的粘接性，使其性能大大改善。

3．可變形層理論 為了緩和復(fù)合材料冷卻時由于樹脂和填料之間熱收縮率的不同而產(chǎn)生的界面應(yīng)力，就希望與處理過的無機物鄰接的樹脂界面是一個柔曲性的可變形相，這樣復(fù)合材料的韌性最大。 偶聯(lián)劑處理過的無機物表面可能會擇優(yōu)吸收樹脂中的某一配合劑，可能導(dǎo)致一個比偶聯(lián)劑在聚合物與填料之間的多分子層厚得多的撓性樹脂層。這一層就被稱之為可變形層。該層能松弛界面應(yīng)力，阻止界面裂縫的擴展，因而改善了界面的結(jié)合強度，提高了復(fù)合材料的機械性能。

4．約束層理論 與可變形層理論相對，約束層理論認為在無機填料區(qū)域內(nèi)的樹脂應(yīng)具有某種介于無機填料和基質(zhì)樹脂之間的模量，而偶聯(lián)劑的功能就在于將聚合物結(jié)構(gòu)“緊束”在相間區(qū)域內(nèi)。 從增強后的復(fù)合材料的性能來看，要獲得最大的粘接力和耐水解性能，需要在界面處有一約束層。 至于鈦酸酯系偶聯(lián)劑，其在熱塑體系中及含填料的熱固性復(fù)合物中與有機聚合物的結(jié)合，主要以長鏈烷基的相溶和相互纏繞為主，并和無機填料形成共價鍵。如下圖所示。 10.2偶聯(lián)劑的合成

10.2.1硅烷偶聯(lián)劑的合成 硅烷的“偶聯(lián)作用”機理決定于X3SiY結(jié)構(gòu)中的有機官能團Y和可水解基團X之間的穩(wěn)定聯(lián)接。 有機官能團Y的選擇，要求做到對聚合物呈現(xiàn)反應(yīng)性或相容性，而可水解基團X僅僅是生成硅醇基團過程中的中間體，借以對無機物表面形成粘接鍵。 因此硅烷偶聯(lián)劑的合成，關(guān)鍵在于在硅原子上有選擇的引入X及Y兩類基團。

X3SiY甲氧基、乙氧基及鹵基等乙烯基、胺基、硫醇基以及環(huán)氧基等。 一種簡單的實現(xiàn)完全烷氧基化的方法是，在乙醇存在的條件下將氯硅烷與適當(dāng)?shù)脑姿狨ヒ黄鸸矡帷? 為了在中性條件下能有效地進行RSi(OR)3的烷氧基互換反應(yīng)，可以選擇無機酸，路易士酸或強堿作催化劑；但反應(yīng)條件必須適合于硅原子上的有機官能團。

(2)乙酰氧基

在無水溶劑中，氯硅烷與乙酸鈉反應(yīng)，生成乙酰氧基硅烷。 氯硅烷與乙酸酐一起共熱并除去揮發(fā)性的乙酰氯，可避免生成鹽的沉淀。

2．硅原子上有機官能團的引入

(1)鹵代烷基

把三氯硅烷加到烯丙基溴中便可以制備3-溴丙基硅烷。 以三氯硅烷與乙烯基氯節(jié)的雙鍵加成，可以制得高活性的含氯官能團硅烷。 在復(fù)合材料的生產(chǎn)溫度下含鹵代烷基的硅烷能與樹脂發(fā)生反應(yīng)，可作為偶聯(lián)劑使用。 例如，氯丙烷基硅烷對于聚苯乙烯(極少量FeC13存在)或高溫固化的環(huán)氧樹脂都是有效的偶聯(lián)劑。但由于它很易與氨或胺反應(yīng)，生成胺基官能團硅烷，與硫化氫反應(yīng)生成含硫基硅烷，或發(fā)生取代反應(yīng)及裂解反應(yīng)生成異腈酸酯等反應(yīng)性基團，因此鹵代烷基硅烷一般作為合成偶聯(lián)劑的重要中間體而廣泛應(yīng)用。

(2)不飽和烷基

乙烯基三氯硅烷是通過三氯硅烷對乙炔的單分子加成而制備的。這一反應(yīng)中要采用過量的乙炔，盡量減少雙分子加成反應(yīng)的發(fā)生。高溫條件下，三氯硅烷也會與烯丙基氯或乙烯基氯反應(yīng)，生成不飽和硅烷。 不飽和硅烷主要用作偶聯(lián)劑，但也可以用作制造化工產(chǎn)品的中間體。 乙烯基官能團硅烷作為工業(yè)用不飽和聚酯的偶聯(lián)劑，通常被甲基丙烯酸酯官能團硅烷所取代，但它仍廣泛地應(yīng)用于含填料的聚乙烯中，它能改善電纜包覆層的電絕緣性能。 由乙烯芐基氯制得的陽離子型苯乙烯官能團硅烷，其獨特之處是它對幾乎所有的熱固性樹脂和熱塑性樹脂都是有效的偶聯(lián)劑。

(3)胺烷基

商品牌號為A-1100的氨丙基三烷氧基硅烷可由三烷氧基硅烷與烯丙胺的加成反應(yīng)制備。由于烯丙胺的毒性很大，因此制取這種硅烷的比較方便的方法是對氰乙基硅烷加氫或借助于氯丙基三甲氧基硅烷與氨或胺反應(yīng)。 氨基官能團硅烷可以用作幾乎所有縮合型熱固性聚合物(諸如環(huán)氧、酚醛、密胺、呋喃異氰酸酯等樹脂)的偶聯(lián)劑，但卻不適合于不飽和聚酯樹脂。 至于芳香烴和脂肪烴含氨基的硅烷，雖然前者有更好的熱穩(wěn)定性，但作為耐高溫偶聯(lián)劑并無多大的優(yōu)越性。

(4)環(huán)氧基

這類有機基團可通過硅烷與不飽和環(huán)氧化物的加成反應(yīng)或與含雙鍵的不飽和硅烷的環(huán)氧化反應(yīng)來制備。例如，商品牌號為A-187的γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基硅烷和丙烯氧基環(huán)氧丙烷反應(yīng)制備。

(5)巰基

巰基官能團硅烷是乙烯基聚合中方便的鏈增長調(diào)節(jié)劑，并能通過鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)在每一個聚合物分子中引入只甲氧基硅烷官能團。 含巰基官能團的硅烷偶聯(lián)劑可用作處理顆粒狀無機物料的偶聯(lián)劑，借以使這類物料升級成為硫化膠中的補強填料，亦可實現(xiàn)熱塑性塑料對玻璃的粘合。 巰基官能團硅烷可以通過不飽和硅烷或氯烷基硅烷來制備。

(6)羧基

含羧基官能團的有機硅酸酯是環(huán)氧樹脂優(yōu)良的偶聯(lián)劑。使含有腈基或酯基官能團的硅烷皂化是制備含羧基官能團有機硅烷酸的最簡便方法。HSiCl3與丙烯腈進行堿催化加成可得到氰烷基硅烷：

(7)羥基

在鉑催化劑存在下，硅烷對不飽和醇直接加成，其生成物較復(fù)雜。 但對不飽和仲醇或苯酚的加成，反應(yīng)比較容易進行，并生成含有雙鍵的加成產(chǎn)物。 硅烷對烯丙酯的加成物可能醇化成羧丙基硅烷。

10.2.2鈦酸酯偶聯(lián)劑的合成 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，鈦酸酯可分為四種類型，即單烷氧基型，單烷氧基焦磷酸酯型，鰲合型，配位型。 鈦酸酯偶聯(lián)劑的合成方法一般分為兩步： 第一步四烷基鈦酸酯的合成，四烷基鈦酸酯有多種合成方法，其中最常用的是直接法，即由四氯化鈦和相應(yīng)的醇直接反應(yīng)而合成； 第二步為成品偶聯(lián)劑的合成，由四烷基鈦酸酯進一步和不同的脂肪酸反應(yīng)，即可得到不同類型的鈦酸酯偶聯(lián)劑。 1．單烷氧基鈦酸酯的合成 這類鈦酸酯通過四氯化鈦的醇解反應(yīng)，再與長碳鍵的羧酸、磺酸、磷酸酯、醇和醇胺的交換反應(yīng)制得。其反應(yīng)式為： 2．磷酸酯型鈦酸的合成 其反應(yīng)一般通過兩步完成： 3．鰲合型鈦酸酯的合成 這類鈦酸酯是通過鈦酸異丙酯與羧酸或酸酯的交換反應(yīng)而制得。其反應(yīng)方程式如下：10.3偶聯(lián)劑的應(yīng)用 在偶聯(lián)劑市場方面，以硅烷系的需求量最大。90年代初就達3000余噸并可望以20%的年增長率增長。此外，鈦酸酯系、鋯系、鋁系、氨基酸系等，利用其各自特征形成了獨自的市場。 硅烷系最早是用來作玻璃纖維增強塑料(GFRP)中玻璃纖維的表面處理劑，以使玻璃纖維能同樹脂更好的熔融。這種用途盡管約占市場的70%，但其市場構(gòu)成比卻呈相對減少之勢，現(xiàn)在的構(gòu)成比約為30%。 鈦酸酯系的需求量已超過100t，鋯系也已達數(shù)十噸的規(guī)模。 鈦酸酯系的特征是具有高分散性和低粘度，主要是在樹脂中進行磁性材料及各種填料的高填充時使用。 鋯系雖比鈦酸酯系的價格高，但因具有不變黃，著色性好等特點，所以用于樹脂的改性涂料與油墨、催化劑等方面。 鋁系主要用于涂料與油墨，以發(fā)揮其對炭黑分散性好的性能。最近還在各種填料方面得到應(yīng)用。

10.3.1硅烷系偶聯(lián)劑的應(yīng)用

1．硅烷偶聯(lián)劑的使用方法 硅烷偶聯(lián)劑的使用方法主要包括預(yù)處理法和整體摻合法。 預(yù)處理法就是先用硅烷偶聯(lián)劑對無機填料進行表面處理，然后再加入到聚合物中。 根據(jù)處理方式不同又可分為干式處理法和濕式處理法。

干式處理：在高速攪拌機中，首先加入無機填料，在攪拌的同時將預(yù)先配制的硅烷偶聯(lián)劑溶液慢慢加入，并均勻分散在填料表面進行處理。

濕式處理：在填料的制作過程中，用硅烷偶聯(lián)劑處理液進行浸漬或?qū)⒐柰榕悸?lián)劑添加到填料的漿液中，然后再進行干燥。 在不能使用預(yù)處理的情況下，或者僅用預(yù)處理法還不夠充分時，可以采用整體摻合法，即將硅烷偶聯(lián)劑摻入無機填料和聚合物中，一起進行混煉。 此法的優(yōu)點是偶聯(lián)劑的用量可以隨意調(diào)整，并且，一步完成配料，因此在工業(yè)上經(jīng)常使用。但與預(yù)處理法相比較，若要得到同樣的改性效果，整體摻合法必須使用更多的硅烷偶聯(lián)劑。

2．硅烷偶聯(lián)劑的用量 由于實際使用中真正起到偶聯(lián)作用的是很少的偶聯(lián)劑所形成的單分子層，因此過多地添加硅烷偶聯(lián)利是不必要的。 硅烷偶聯(lián)劑的使用量與其種類以及填料的表面積有關(guān)，當(dāng)填料面積不確定時，硅烷偶聯(lián)劑的用量可以確定為填料量的1.0%左右。

3．硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用性能

(1)不飽和聚酯

對于大多數(shù)通用聚酯來說，最好選擇含甲基丙烯酸酯的硅烷。陽離子型乙烯基硅烷用于乙烯類樹脂能賦予最佳性能。 在紫外線固化的乙烯類樹脂與石英纖維的粘接中，乙烯基硅烷也是一種有效的硅烷偶聯(lián)劑。 透明的乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或乙烯－甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)可用少量的丙烯酸單體交聯(lián)，以獲得可供太陽能電池使用的透明，無蠕變的包封材料。 胺與丙烯酸丙酯三甲基硅烷的混合物作底膠或添加劑時，對可交聯(lián)的EVA與各種表示的粘接很有效。

(2)環(huán)氧樹脂

含有機官能團的硅烷對環(huán)氧樹脂都相當(dāng)有效。對任何一種含縮水甘油官能團的環(huán)氧樹脂來說，選用縮水甘油氧丙基硅烷為宜。對于脂環(huán)族環(huán)氧化物或任何用酸酐固化的環(huán)氧樹脂，建議應(yīng)用脂環(huán)族硅烷。 使用含伯胺基官能團的硅烷，可使室溫固化的環(huán)氧樹脂獲得最佳性能。但這類硅烷不適合于以酸酐固化的環(huán)氧樹脂，這是因為有很大一部分伯胺基官能團會消耗，而含氯樹脂是一種很可靠的偶聯(lián)劑。

(3)酚醛樹脂

硅烷偶聯(lián)劑可以用來改善幾乎所有含有酚醛樹脂的無機復(fù)合材料的性能。 含氨基官能團的硅烷與酚醛樹脂粘接料一起用于玻璃纖維絕緣材料上；與間苯二酚－甲醛膠乳浸漬液中的間苯二酚－甲醛樹脂一起用于玻璃纖維輪胎簾線上；與呋喃樹脂與酚醛樹脂一起用作金屬鑄造用的砂芯的粘接料。 硅烷添加劑在室溫下對樹脂具有反應(yīng)性，但僅放數(shù)小時后，硅烷便會失去偶聯(lián)作用。為使之有效，硅烷必須以單體形式存在，這樣它能在固化前迅速向填料或增強劑遷移。硅烷與樹脂過早反應(yīng)就降低了它的流動性，以致使少量的硅烷填加劑失去了增進粘接的效果。 對填料進行預(yù)處理，可以充分利用硅烷的增進粘接的作用，但其代價要比把硅烷作為添加劑直接加入高得多。

(4)特種底膠

有機聚合物對無機物及其他有機聚合物表面的粘接，是人們常見的材料處理方法，如熱塑性橡膠對鋁的粘接，含熱塑料芯的金屬夾層結(jié)構(gòu)以及熱塑性橡膠對有機物表面的粘接等，均可采用硅烷偶聯(lián)劑的改性而實現(xiàn)。

(5)工程塑料

硅烷偶聯(lián)劑能夠改善無機填料在聚合物中的分散效果和粘接性能，因此在其他聚合物的填充改性中具有廣泛的用途。下表為幾種在熱塑性增強塑料中的應(yīng)用效果。 可以看出，通過偶聯(lián)劑處理可大大提高塑料的強度。

10.3.2鈦酸酯系偶聯(lián)劑的應(yīng)用

1．鈦酸酯的使用原則 由于鈦酸酯偶聯(lián)劑適應(yīng)的無機填料非常廣泛，特別是對硅烷偶聯(lián)劑不能有效處理的碳酸鈣、滑石粉等廉價的非硅系填料有明顯的作用而具有較高的使用價值，一般為獲得最大的偶聯(lián)效果，應(yīng)遵循如下原則： ①不要另外再添加表面活性劑，因為它會干擾鈦酸酯在填料表面上的反應(yīng)； ②氧化鋅和硬脂酸具有某種程度的表面活性劑作用，故應(yīng)在鈦酸酯處理過的填料、聚合物以及增塑劑充分混合后再添加它們； ③大多數(shù)鈦酸酯具有酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性，所以會不同程度地與酯類或聚酯類增塑劑反應(yīng)，固此酯類增塑劑一般在混煉后再摻加； ④鈦酸酯及硅烷并用，有時會產(chǎn)生加和增效作用； ⑤用鰲合型鈦酸酯處理己浸漬過硅烷的玻璃纖維，可以產(chǎn)生雙層護套的作用； ⑥單烷氧基鈦酸酯用于經(jīng)干燥和鍛燒處理過的無機填料，效果最好； ⑦空氣潮氣(0.1%~3%)的存在，能形成極佳的反應(yīng)位置，而不會產(chǎn)生有害的影響，如像Al2O3·3H2O中的結(jié)晶小，對偶聯(lián)劑也是有用的反應(yīng)位置。

2．鈦酸酯的使用方法 用鈦酸酯處理填料的方法有如下幾種。 (1)干法，也稱直接加料法。 即將樹脂、填料、偶聯(lián)劑及溶劑與助溶劑按定比例混合均勻后再加入其他助劑，然后再混勻。這種方法具有經(jīng)濟性、靈活性以及方法簡單等特點。 (2)預(yù)處理法 分為溶劑漿液處理法和水相漿料處理法兩種。 溶劑漿液處理法是把鈦酸酯溶解在溶劑中，再與無機填料接觸，然后蒸去溶劑即得預(yù)處理的填料。如按量先將填料烘干，然后滴加用惰性無水的增塑劑或溶劑稀釋的偶聯(lián)劑，攪拌分散均勻，在高速混合機中于90~100℃攪拌15min，從而形成高分子有機膜。 水相漿料處理法是采用均化器或乳化劑，把偶聯(lián)劑強制乳化在水中，或者先讓鈦酸酯與胺反應(yīng)，便之生成水溶性鹽后，再溶于水中，用以處理填料。 預(yù)處理一般宜由填料生產(chǎn)廠進行。這種處理方法的好處是，填料和偶聯(lián)劑單獨處理可以保證最大的偶聯(lián)效果；處理好的無機物被偶聯(lián)劑所包覆，空氣中水分對它的侵襲得到有效屏蔽，故無機填料性能穩(wěn)定。

3．鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量 關(guān)于使用量，目前國內(nèi)外仍處于經(jīng)驗或半經(jīng)驗狀態(tài)，以無機填料為基礎(chǔ)，一般為0.5%~2.5%的偶聯(lián)劑即可滿足應(yīng)用要求，但適宜的用量要根據(jù)填料的種類、粒度、使用聚合物的性質(zhì)、制品的最終用途等作出選擇。 實踐中，可通過多種實驗考察性能改善程度來確定。

4．鈦酸酯偶聯(lián)劑的應(yīng)用性能

(1)聚乙烯

采用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理碳酸鈣填料，可以克服在填充過量時聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂流動性降低、加工困難等缺點。 以低密度聚乙烯為例，如下圖所示，可以看出，改性后其抗張強度及伸長率均有明顯的改善。采用鈦酸酯處理高密度聚乙烯－重質(zhì)碳酸鈣體系，可使其流動性比通常采用硬脂酸表面處理劑處理所得的流動性大許多。

(2)聚氯乙烯

對于硬質(zhì)聚氯乙烯，通過鈦酸酯處理后可改進其加工工藝及強度。 當(dāng)加入偶聯(lián)劑后，強度等各項指標均可提高或保持一定水平。如下表所示。 但對于軟質(zhì)聚氯乙烯，由于其間加入了增塑劑，因此使用偶聯(lián)劑一般較難奏效。對于聚氯乙烯糊，鈦酸酯的效果不僅在于可降低其粘度，而且可以保待配合料的粘度不變；同時還終有發(fā)泡體的微孔細小均勻的效果。

(3)環(huán)氧樹脂

對于以環(huán)氧樹脂為代表的熱固性樹脂，采用鈦酸酯也能收到降低配合料的粘度，實現(xiàn)高填充化的效果。而且鈦酸酯對環(huán)氧樹脂的固化不僅沒延遲作用，反而能降低其固化時可能達到的最高放熱溫度，對提高成型品的尺寸穩(wěn)定性有利。

(4)聚氨酯樹脂

鈦酸酯偶聯(lián)劑對于聚氨酯的補強型反應(yīng)性注壓成型(R-RIM)有效。鈦酸酯是異氰酸酯與聚醚型聚醇反應(yīng)的有效催化劑。其活性與鈦酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般活性順序為：

氨基烷氧基＞配位型＞酰基型＞焦磷酸酯≈正磷酸酯。 若要在一般情況下進一步增加填充劑用量，就必須使用偶聯(lián)劑，它可以使配合料的粘度降低15%~25%。

(5)橡膠

目前工業(yè)發(fā)達國家，大部分橡膠用無機填料都經(jīng)過表面處理。 用鈦酸酯處理無機填料，如碳酸鈣等，不僅可以提高橡膠的力學(xué)性能，而且使膠料混煉及壓出容易，出片光滑并可節(jié)約能源。 白炭黑填充的丁腈膠體系，使用鈦偶聯(lián)劑可使其扯斷強度提高近30%，伸長率增加15%。

(6)涂料

偶聯(lián)劑在涂料中可以改進許多性能，如有效地促進顏料的分散，降低醇酸樹脂、密胺樹脂之類涂料的烘烤溫度