Comprendere la relazione tra la struttura e le proprietà del titanato può aiutarti a scegliere correttamente varie varietà.
Gli elementi tetravalenti sono i migliori costruttori molecolari, come il carbonio tetravalente al titanio, che costituiscono la base della vita. Allo stesso modo, la chimica del titanio ha dimostrato che il titanio tetravalente può consentire ai chimici di sintetizzare vari tipi molecolari di titanati come agenti di accoppiamento, che oltre a fornire buoni effetti di accoppiamento per diversi riempitivi e sistemi polimerici, mostrano anche varie altre funzioni.
Le molecole di titanato agenti di accoppiamento possono essere suddivisi in sei regioni funzionali, che svolgono i rispettivi ruoli nel meccanismo di accoppiamento. Le sei aree funzionali sono mostrate nella tabella: area funzionale ① (RO)m - da materia inorganica e accoppiamento di titanio.
L'agente di accoppiamento titanato è accoppiato chimicamente dal suo gruppo alcossilico direttamente con una piccola quantità di gruppi carbossilici o idrossilici adsorbiti sulla superficie del riempitivo o pigmento.
Sono stati sviluppati diversi tipi di agenti di accoppiamento a causa della differenza nei gruppi dell'area funzionale ①, ogni tipo è selettivo per il contenuto d'acqua sulla superficie del riempitivo e le caratteristiche di ciascun tipo sono:
1. Tipo monoalcossilico;
Il monoalcossi titanato produce un legame chimico all'interfaccia tra la polvere inorganica e la resina matrice. La sua proprietà estremamente unica è quella di formare un film monomolecolare sulla superficie della polvere inorganica, ma non vi è alcun film polimolecolare sull'interfaccia.
Poiché ha ancora la struttura chimica del titanato, in presenza di un eccesso di agente di accoppiamento, l'energia superficiale cambia e la viscosità è notevolmente ridotta. Nella fase di resina matrice, a causa del gruppo trifunzionale dell'agente di accoppiamento e della reazione di transesterificazione, viene accoppiata la molecola di titanato, che facilita la modifica della molecola di titanato e la selezione del sistema polimerico caricato.
Questo tipo di agente di accoppiamento (tranne il tipo con acido pirofosforico) è particolarmente adatto per sistemi di riempimento a secco che non contengono acqua libera e contengono solo acqua legata chimicamente o acqua legata fisicamente, come carbonato di calcio, allumina idrata, ecc.
2. Tipo di monoalcossi pirofosfato:
Questo tipo di titanato è adatto per sistemi di riempimento ad alto contenuto di umidità, come argilla, talco e così via. Può anche essere decomposto per formare un gruppo fosfato, combinato con una parte di acqua.
3. Tipo di coordinamento:
La reazione collaterale del titanato tetravalente in alcuni sistemi può essere evitata. Come la reazione di transesterificazione nel poliestere, la reazione con il gruppo ossidrile nella resina epossidica, la reazione con polialcol o isocianato nel poliuretano, ecc. Questo tipo di agente di accoppiamento è adatto a molti sistemi di riempimento e ha un buon effetto di accoppiamento. Il suo meccanismo di accoppiamento è simile a quello del tipo monoalcossilico.
4. Tipo di puntura:
Questo tipo di agente di accoppiamento è adatto per riempitivi ad alta umidità e sistemi polimerici contenenti acqua, come silice a umido, argilla, talco, silicato di alluminio, fibra di vetro trattata con acqua, nero lampada, ecc. Nei sistemi ad alta umidità, generale Il titanato di tipo monoalcossilico ha una scarsa stabilità all'idrolisi e un basso effetto di accoppiamento, mentre questo tipo ha una buona stabilità all'idrolisi e, in questo stato, mostra un buon effetto di accoppiamento.
L'area funzionale ② -(--O...)-- ha la funzione di transesterificazione e reticolazione.
Questa zona può subire transesterificazione con polimeri con gruppi carbossilici, oppure esterificazione con gruppi carbossilici in resine epossidiche per reticolare cariche, titanati e polimeri.
La reattività di transesterificazione è governata da diversi fattori:
1. La struttura chimica della parte di accoppiamento tra la molecola di titanato e la sostanza inorganica;
2. La struttura chimica del gruppo OX sull'area funzionale ③;
3. La struttura chimica dei polimeri organici;
4. Le proprietà chimiche di altri additivi come i plastificanti esteri.
I titanati non subiscono transesterificazione in polimeri termoplastici come le poliolefine, ma in poliesteri, resine epossidiche o plastiche morbide di cloruro di polivinile con plastificanti esteri, non si verifica transesterificazione. avere un grande impatto. L'attività della reazione di transesterificazione è troppo elevata, il che causerà conseguenze negative. Ad esempio, il titanato come KR-9S, quando aggiunto al polimero, può subire rapidamente la transesterificazione e la viscosità iniziale aumenta bruscamente, riducendo notevolmente la quantità di riempimento. Tuttavia, il titanato come KR-12 ha una bassa attività di transesterificazione e nessun effetto sulla viscosità iniziale, ma la transesterificazione può progredire gradualmente nel tempo, in modo che non solo la disperdibilità iniziale sia buona, ma anche la quantità di riempimento possa essere notevolmente aumentata.
Nei rivestimenti, il meccanismo di transesterificazione degli agenti di accoppiamento titanato può essere utilizzato per reticolare e polimerizzare poliesteri saturi e resine alchidiche, in modo da ottenere un materiale non ingiallente (perché non contiene strutture insature). Può esprimere la tissotropia, quindi KR-9S con una maggiore attività di transesterificazione ha un effetto tissotropico e TTS ha anche un certo grado di capacità di transesterificazione.
Area funzionale ③ OX: il gruppo che collega il centro in titanio.
Il gruppo OX in questa parte ha effetti diversi sulle proprietà del titanato a seconda della struttura del gruppo. Ad esempio, il gruppo carbossilico può aumentare la compatibilità con materiali semipolari, il gruppo acido solfonico ha tissotropia e il gruppo solfone può aumentare l'attività di transesterificazione. Il gruppo fosfato può migliorare il ritardo di fiamma e l'ammorbidimento del PVC; il gruppo pirofosfato può assorbire l'acqua e migliorare la resistenza all'urto del PVC rigido, il gruppo fosfito può migliorare la resistenza all'ossidazione, ridurre la viscosità del poliestere o dell'anello nella resina di ossigeno, ecc.
Area funzionale ④ R --- gruppo di entanglement a catena lunga di polimero termoplastico, scheletro organico in molecola di titanato.
A causa dell'esistenza di un gran numero di atomi di carbonio a catena lunga, viene migliorata la compatibilità con il sistema polimerico, che provoca il cambiamento dell'energia superficiale sull'interfaccia del materiale inorganico, che ha le funzioni di flessibilità e trasferimento delle sollecitazioni, e produce un effetto autolubrificante, che porta ad una significativa diminuzione della viscosità e migliora la La tecnologia di lavorazione aumenta l'allungamento e la resistenza allo strappo del prodotto e migliora le prestazioni di impatto. Se R è un gruppo aromatico, può migliorare la compatibilità del titanato e del polimero idrocarburico aromatico.
Area funzionale ⑤ Y---Gruppo reattivo di polimero termoindurente.
Quando sono collegati alla struttura organica del titanio, l'agente di accoppiamento e i materiali organici possono essere collegati mediante reazione chimica, ad esempio, i doppi legami possono essere reticolati e polimerizzati con materiali insaturi e i gruppi amminici possono essere reticolati con resina epossidica resine.
Area funzionale ⑥ )n Rappresenta la funzionalità del titanato, n può essere 1-3, quindi può essere regolato in base alle esigenze, in modo che possa produrre una varietà di effetti diversi sulla materia organica, a questo proposito la flessibilità è migliore rispetto a quello del silano. L'agente di accoppiamento monofunzionale trialcossi è grande.
Dalle funzioni delle sei aree funzionali di cui sopra, si può vedere che l'agente di accoppiamento titanato ha grande flessibilità e versatilità. Non è solo un agente di accoppiamento, ma anche un agente disperdente, un agente bagnante, un adesivo, un agente di accoppiamento, un catalizzatore, ecc., può anche avere funzioni come antiruggine, antiossidante, ritardante di fiamma, ecc., quindi ha una vasta gamma di applicazioni ed è migliore di altri agenti di accoppiamento.
