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了解鈦酸酯結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，可以幫助你正確選用各
類品種。
四價元素是最好的分子建筑者，例如四價碳——構(gòu)成了生命的基礎(chǔ)。同樣鈦化學(xué)表明，四價鈦可以使化學(xué)家們合成出各種分子類型的鈦酸酯作為偶聯(lián)劑，它們除了能為不同的填充劑和聚合物體系提供良好的偶聯(lián)作用外，還顯示其它各種功能。
鈦酸酯偶聯(lián)劑的分子可以劃分為六個功能區(qū)，它們在偶聯(lián)機(jī)制中分別發(fā)揮各自的作用。
六個功能區(qū)如下圖所示：
無機(jī)相                           有機(jī)相
①                    ②③④⑤⑥
(H'O)m--Ti--(--OX--R--Y)n
式中：1≤m≤4，     m+n≤6
功能區(qū)①(RO)m----起無機(jī)物與鈦偶聯(lián)。
鈦酸酯偶聯(lián)劑通過它的烷氧基直接和填料或顏料表面所吸附的微量羧基進(jìn)行化學(xué)作用而偶聯(lián)。
由于功能區(qū)①基團(tuán)的差異開發(fā)了不同類型偶聯(lián)劑，每種類型對填料表面的含水量有選擇性，其機(jī)理參見“各類型特點(diǎn)”。
功能區(qū)②―(—0…)-具有酯基轉(zhuǎn)移和交聯(lián)功能。
該區(qū)可與帶羧基的聚合物發(fā)生酯交換反應(yīng)，或與環(huán)氧樹脂中的羧基進(jìn)行酯化反應(yīng)，使填充劑、鈦酸酯和聚合物三者
交聯(lián)。
酯交換反應(yīng)的活性受以下幾個因素支配：
1、鈦酸酯分子與無機(jī)物偶聯(lián)部份的化學(xué)結(jié)構(gòu)；
2、功能區(qū)③上的OX基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)；
3、有機(jī)聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)：
4、其它助劑和酯類增塑劑的化學(xué)性質(zhì)。
鈦酸酯在聚烯烴之類的熱塑性聚合物中不發(fā)生交換反應(yīng)。但在聚酯、環(huán)氧樹脂中或者在加有酯類增塑劑的軟質(zhì)聚氯乙烯塑料中，酯交換反應(yīng)卻有很大影響。
酯交換反應(yīng)的活性太高會造成不良后果，例如像KR-9S 那樣的鈦酸酯，當(dāng)加入到聚合物中后，能迅速發(fā)生酯交換反應(yīng)，初期粘度急劇升高，使填充量大大下降。而象KR-12那樣的鈦酸酯，酯交換反應(yīng)的活性低，沒有初期粘度效應(yīng)，但酯交換反應(yīng)可隨著時間逐漸進(jìn)行，這樣不但初期的分散性良好，而且填充量可大為增加。
在涂料中可利用鈦酸酯偶聯(lián)劑的酯交換機(jī)制來交聯(lián)固化飽和聚酯和醇酸樹脂。由于酯交換作用可以表現(xiàn)觸變性，因此有較高酯交換活力的KR-9S具有觸變性效應(yīng)。TTS也有一定程度的酯交換能力。
功能區(qū)③0X---連接鈦中心的基團(tuán)。
這一部位的OX基團(tuán)隨基結(jié)構(gòu)不同，對鈦酸酯的性能有不同影響。例如羧基可增加與半極性材料的相溶性；磺酸基具有觸變性；砜基可增加酯交換活性；磷酸酯基可提高阻燃性、聚氯乙烯的軟化性；焦磷酸酯基可吸收水份，改進(jìn)硬質(zhì)聚氯乙烯的沖擊強(qiáng)度：亞磷酸酯基可提高抗氧性，降低聚酯或環(huán)氧樹脂中的粘度等。
功能區(qū)④R---熱塑性聚合物的長鏈糾纏基團(tuán)。
由于存在大量長鏈的碳原子數(shù)，提高了和高分子體系的相溶性，引起無機(jī)界面上表面能的變化，具有柔韌性及應(yīng)力轉(zhuǎn)移的功能，產(chǎn)生自潤滑作用，導(dǎo)致粘度大副度下降，改善加工工藝，增加制品的延伸率和撕裂強(qiáng)度，提高沖擊性能。如果R為芳香基，可提高鈦酸酯與芳烴聚合物的相溶性。
功能區(qū)⑤Y---熱固性聚合物的反應(yīng)基團(tuán)。
當(dāng)它們連接在鈦的有機(jī)骨架上，就能使偶聯(lián)劑和有機(jī)材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而連接起來，例如雙鍵能和不飽和材料進(jìn)行交聯(lián)固化，氨基能和環(huán)氧樹脂交聯(lián)等。
功能區(qū)⑥n---熱塑性和熱固性聚合物的多功能性非水解基團(tuán)。
通過調(diào)節(jié)n值，可以調(diào)整偶聯(lián)劑與聚合物的反應(yīng)性，纏繞性、阻燃性、水解穩(wěn)定性及對無機(jī)物表面的柔順化作用等。
從上述六個功能區(qū)的作用，可以看出：鈦酸酯偶聯(lián)劑具有很大的靈活性和多功能性。它本身既是偶聯(lián)劑，也可以是分散劑、濕潤劑、粘合劑、交聯(lián)劑、催化劑等，還可兼有防銹、抗氧化、阻燃等多功能，因此應(yīng)用范圍很廣，勝過了其它偶聯(lián)劑。