功能有机硅烷化合物等。
硅烷偶联剂命名
名称
分子式
牌号
乙烯基三乙氧基硅烷
H2C＝CHSi(OC2H5)3
WD-20，A-151
γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 H2C＝C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3 WD-70，A-174
γ-氨基丙基三乙氧基硅烷
H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3
一、硅烷偶联剂概述
硅烷偶联剂
通式
Y-R-Si（Men）X4-n-1
O
O
∥
Y＝ -Cl、-NH2、-OCH2-CH-CH2、-OC-CMe＝CH2、-NCO 、 -HN
-HNCONH2、-NHCH2CH2NH2、 -N3、 －NR2R//Cl等有机化合物官能团。
X＝ Cl、OMe、OEt、OAC 、OCH2CH2OCH３等可水解硅官能团。 R＝ -(CH2)m- (m＝1或≥3)，-C6H4等；
X为卤素，烷氧基等。
Байду номын сангаас
②水解缩合反应
－HX
－H2O
2≡Si-X＋2H2O → 2≡SiOH → ≡Si-O-Si≡
③异官能团缩合反应
≡SiX＋HO-M → ≡Si-O-M ≡SiX＋HO-Si≡ → ≡Si-O-Si≡
M代表无机物或有机物表面。
前3种反应讨论：
a.上述反应在有H＋、OH－或某些金属盐、氧化物或 加热情况下加速。
硅烷偶联剂及其应用
硅烷偶联剂
▶有机硅材料的四大门类（硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷 偶联剂）之一，是近年来发展很快的一类有机硅产品。
▶硅烷偶联剂具有品种多、结构复杂、用量少而效果显著、 用途广泛等特点，其独特的性能与显著的改性效果，使 其应用领域不断扩大，产量大幅上升，国际上报道的硅 烷偶联剂超过100种。
b.水解或醇解速度：
Cl＞OAC＞OMe＞OEt
X
X
X
OH
－Si－X ＞ －Si－OH ＞ －Si－OH ＞ －Si－OH
X
X
OH
OH
④偶联剂硅官能团水解后的硅羟基与H2O、 或其极性基团的表面形成氢键。
硅烷偶联剂碳官能团主要化学反应
①烯基硅烷偶联剂
CH2＝CH－SiX3 CH2＝CH－(CH2)n－SiX3 a.聚合与共聚反应 b.加成反应
非硅烷偶联剂
铬络合物：Volan（Du Pont） 原硅酸酯：原硅酸烯丙酯 其它原酸酯：磷酸氨苄酯、双十六烷基硼酸异丙
酯、辛基三异丙氧基锡、 钛酸酯：系列含取代基的钛酸酯 其它含有机官能团的化合物
硅烷偶联剂
Silane Coupling Agents
（ SCA ）
硅烷偶联剂
1.硅烷偶联剂概述 1.1硅烷偶联剂化学结构与性质讨论 1.2硅烷偶联剂作用原理 1.3硅烷偶联剂的选择及使用方法 2.硅烷偶联剂品种及其合成 2.1硅烷偶联剂品种及分类 2.2硅烷偶联剂的合成 3.硅烷偶联剂的应用 3.1硅烷偶联剂的功能 4.硅烷偶联剂与其它偶联剂的比较
★偶联剂
偶联剂的基本定义： 一种能改善聚合物与无机物实际粘接强
度的材料。 这既可能是指真正粘接力的提高，也可
能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改 进。偶联剂还可能对界面区域产生改性作用， 以增强有机相与无机相的边界层。
硅烷偶联剂
鉴于含有机官能团的硅烷是一种有机与无 机杂交的结构，因而可作为偶联剂，用作在各 种环境条件下有机聚合物与无机物之间的粘接 增进剂。
★硅烷
狭义硅烷： 通式用SinH2n+2表示。
SiH4（甲）硅烷 Si2H6 乙（二）硅烷 Si3H8 丙（三）硅烷
硅烷衍生物：
当硅烷中的H被一种或一种以上的其它基 团取代后所得的衍生物，则称之为相应取代 基硅烷，并可用通式：
RnR’mSiX4-n-m 表示。
式中，R为H、Me、Et、Vi、Ph、链烯基、烷芳基及芳烷基 等； R’为H、R 等； X为相同或不相同的可水解基团，如卤素、烷氧基、酰氧 基，等等。
▶硅烷偶联剂已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、 复合材料工业及相关的高新技术领域中不可缺少的配套 化学助剂。
几个概念
有机硅 硅烷（广义、狭义） 偶联剂 硅烷偶联剂
有机和高 分子材料
取代或改性
有机硅材料 及其加工品
碳
硅
元
同族元素
元
素
素
以石油、煤为基础
以硅矿为基础
（硅是自然界最丰富的元素之一， 占地壳质量的四分之一多）
n＝0，1，2。 （主要为0）
经典的硅烷偶联剂分子式通式一般为：
Y-R-Si-X3
比较特殊的包括：
乙烯基：
CH2＝CH-Si（Men）X4-n-1
长链烷基： R-Si（Men）X4-n-1 （R为超过3碳的直链或侧链烷基）
其他： 如(RO)3Si(CH2)３S2-4(CH2)３Si (OR)3 ， (RO)3SiCH2-CH2Si (OR)3 ，
WD-60，A-187 A-186
γ-氯丙基三乙氧基硅烷 双－（3-三乙氧硅丙基）四硫化物
ClCH2CH2CH2Si(OC2H5)3 [(C2H5O)3SiCH2CH2CH2]2S4
WD-30 WD-40，Si-69
SCA化学性质讨论
SCA中硅官能团的主要化学反应
①水解或醇解反应 ≡SiX＋H2O → ≡SiOH ＋HX ≡SiX＋ROH → ≡SiOR ＋HX
有机卤硅烷即为它们中的典型代表。
（CH3）2SiCl2 D4、DMC
单体
环体
有机硅聚合物
碳官能有机硅烷
是一类有机基中连有官能团的有机硅烷。
Y-R-Si(Me)nX3-n
Y为官能基(如NH2、OCH2-CH（O）CH2、OCOMe=CH2、Cl、OH、SH 等)； X为一价易水解的官能基如卤素、MeO、EtO、AcO、MeOC2H4O、 Me3SiO 等； R为亚烃基； n为0-1。
WD-50，，A-1100
γ-（β-氨乙基）氨丙基甲基二甲氧基硅烷 H2NCH2CH2NH-(CH2)3SiMe(OCH3)2 WD-52，KBM602
γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷
H2C－CHCH2O-(CH2)3Si(OCH3)3 O
β-（3，4-环氧基环己基）乙基三甲氧基硅烷 O
CH2CH2Si(OCH3)3
广义硅烷—— 包括所有硅烷及其衍生物。
硅烷分类：
硅烷依其官能团所连接的原子可分为 两大类：
硅官能有机硅烷 碳官能有机硅烷
硅官能有机硅烷
是一类官能团直接连在硅原子上的有机硅烷。
RnSiX4-n
R为烷基、芳基、芳烷基、烷芳基及氢等； X为一价可水解官能基，如卤素（主要是氯）、烷氧基、酰氧基、氨基及氢等。