硅烷偶联剂：硅烷偶联剂的结构和机理

硅烷偶联剂由于其独特的性能及新产品的不断问世，使其应用领域逐渐扩大，已成为有机硅工业的重要分支。它是近年来发展较快的一类有机硅产品其品种繁多结构新颖，仅已知结构的产品就有百余种。近几十年来，随着玻璃纤维增强塑料的发展，促进了各种偶联剂的研究与开发。改性氨基硅烷偶联剂、过氧基硅烷偶联剂和叠氮基硅烷偶联剂的合成与应用就是这一时期的主要成果。我国于20世纪60年代中期开始研制硅烷偶联剂。先由中国科学院化学研究所开始研制r官能团硅烷偶联剂，南京大学也同时开始研制A官能团硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂的通式为RNSIX(4-N).式中R为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。根据高分子聚合物的不同性质,R应与聚合物分子有较强的亲和力或反应能力,如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等。X为可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解与无机物表面有较好的反应性。典型的X基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等；较常用的则是乙氧基，它们在偶联反应中分别生成甲醇和乙醇副产物。由于氯硅烷在偶联反应中生成有腐蚀性的副产物因此要酌情使用。

硅烷偶联剂由于在分子中具有这两类化学基团，因此既能与无机物中的羟基反应又能与有机物中的长分子链相互作用起到偶联的功效。其作用机理大致分以下3步:
(1)X基水解为羟基:
(2)羟基与无机物表面存在的羟基生成氢键或脱水成醚键:
(3)R基与有机物相结合。