در حال حاضر کاربرد چسب ها به رشته های مختلف اقتصاد ملی نفوذ کرده است. در بسیاری از موارد، چسب ها می توانند به طور مؤثری جایگزین ولد، پرچ، پیچ و دیگر اتصالات مکانیکی شوند، فرایندهای ساده سازی برای جبهه های مختلف تولید، صرفه جویی در انرژی، کاهش هزینه ها، و بهبود مزایای اقتصادی راه مؤثری را فراهم کنند.
با توسعه سریع علم و فناوری، الزامات بالاتر و بالاتری برای عملکرد چسب ها و فناوری پیوند مطرح می شود. از آنجا که مواد مختلف دارای خواص رابط متفاوت هستند، به منظور به دست آوردن یک لایه رابط چسب قوی بین چسب و سطح چسب در طول فرایند پیوند، عوامل جفت کننده حاوی گروه های واکنشی و سطح جامد چسب اغلب استفاده می شود این است که با تشکیل پیوندهای شیمیایی به دست می آید. موادی که می توانند به عنوان عوامل جفت کننده مورد استفاده قرار گیرند شامل ارگانوزیلانز، تیتانات ها، فسفات ها، و اسیدهای آلی خاصی هستند. در میان آن ها کاربرد عوامل جفت شدن سیلان بالغ ترین است.
1.نقش عامل جفت شدن سیلان در چسب های آلی
عامل کوپلینگ سیلان ترکیبی است که می تواند هم افزایی خاصی با مواد قطبی و غیر قطبی در یک زمان تولید کند. با داشتن هر دو بخش قطبی و غیر قطبی در مولکول مشخص می شود. این را می توان با فرمول کلی به عنوان Y(CH2)nSiX3 بیان, که در آن Y نشان دهنده آلکیل, فنل و وینیل, اپوکسی, آمینو, مرکاپتو و دیگر گروه های عملکردی آلی, اغلب شیمیایی با گروه های عملکردی آلی در رزین ماتریس چسب ترکیب; X نشان دهنده کلر، مثوکسی، اتوکسی و غیره است. گروه به راحتی به سیلانول هیدرولیز می شود و با اکسیدها یا گروه های هیدروکسیل بر روی سطح مواد معدنی (شیشه، سیلیس، فلز، خاک رس و غیره) واکنش نشان می دهد تا پیوندهای پایدار سیلیکون-اکسیژن تولید کند. بنابراین با استفاده از یک عامل جفت شدن سیلان می توان یک «پل مولکولی» بین رابط ماده غیر آلی و ماده آلی ساخت و دو ماده کاملاً متفاوت را می توان به هم متصل کرد که به طور مؤثری استحکام پیوند لایه رابط را بهبود می بخشد. .
اضافه کردن عامل جفت شدن سیلان به چسب نه تنها می تواند استحکام چسب را بهبود بخشد، بلکه دوام و مقاومت پیری چسب را نیز بهبود می بخشد. به عنوان مثال پلی اورتان چسبش بالایی به بسیاری از مواد دارد اما دوام آن ایده آل نیست. پس از اضافه کردن عامل جفت شدن سیلان، دوام آن می تواند به طور قابل توجهی بهبود یافته باشد. چن رویشو و غیره، هنگام مطالعه موضوع دوام حرارت مرطوب قطعات پیوندی آلومینیوم، یک عامل جفت شدن سیلان را به چسب اپوکسی مورد استفاده اضافه کرد، به طوری که میزان حفظ استحکام براری قطعات چسب پس از پیری گرمای مرطوب از حدود ۸۰٪ به حدود ۹۷٪ بهبود یافت. عامل جفت شدن سیلان حتی می تواند به طور مستقیم به عنوان یک چسب برای پیوند لاستیک سیلیکونی استفاده شود، فلوروبر، لاستیک نیتريل و غیره به فلزات، مانند چسب های CK-1 و Chemlock 607 (ایالات متحده آمریکا) سیلان هستند.
به منظور بهبود برخی از خواص چسب های آلی (مانند مقاومت در برابر حرارت، خود خاموشی، پایداری ابعادی و غیره)، یا برای کاهش هزینه چسب های آلی، اغلب لازم است که مقداری پرکننده غیر آلی به چسب ها اضافه شود. اگر پرکننده از قبل با یک عامل کوپلینگ سیلان درمان شود، گروه قطبی روی سطح پرکننده با عامل جفت شدن سیلان واکنش می دهند و در نتیجه اثر ساختار دهی پرکننده و رسین را تا حد زیادی کاهش می دهند. نه تنها پرکننده بر سازگاری و پراکنده شدن ماتریس چسب تأثیر زیادی می گذارد و ویسکوزیته سیستم به طور قابل توجهی کاهش می یابد، بنابراین می توان مقدار پرکننده را افزایش داد. با این حال درمان تمام پرکننده ها با عوامل جفت کننده مؤثر نیست. انواع مختلف پرکننده ها اثرات متفاوتی دارند و برخی حتی تأثیری هم ندارد. برای پرکننده هایی مانند سیلیس، شیشه، و پودر آلومینیوم با تعداد زیادی از گروه های هیدروکسیل بر روی سطح، اثر بهترین است، اما برای کربنات کلسیم، گرافیت، بور و دیگر پرکننده ها بدون گروه هیدروکسیل بر روی سطح، تأثیری ندارد.
2.نحوه استفاده از عامل جفت شدن سیلان
(1)روش پیش درمان سطحی عامل جفت سیلان به یک محلول رقیق غلظت 0.5-1٪ فرموله شده است. هنگامی که استفاده می شود، تنها یک لایه نازک نیاز به پوشش بر روی سطح تمیز چسبیده، و می توان آن را پس از خشک شدن چسب. حلال مورد استفاده بیشتر آب، الکل، یا مخلوطی از آب و الکل است و آب بدون یون فلوراید و اتانول ارزان قیمت، غیر سمی و ایزوپروپانول مناسب هستند. علاوه بر سیلان آمینوهیدروکاربیل، محلول های تهیه شده از سایر عوامل کوپلینگ سیلان نیاز به اضافه کردن اسید استیک به عنوان کاتالیزور هیدرولیز، و تنظیم pH به 3.5~5.5. آلکیل زنجیره بلند و فنلسیلان به دلیل پایداری ضعیف شان برای استفاده در محلول آبی مناسب نیستند. فرایند هیدرولیز کلروسیلان و استوکسی سیلان با واکنش تراکم شدید همراه است، و مناسب نیست که به عنوان محلول آبی یا محلول هیدروالکوهی، بلکه به عنوان محلول الکل مورد استفاده قرار گیرد. عامل کوپلینگ سیلان با محلول پذیری ضعیف آب را می توان با ۰٫۱~۰٫۲٪ (کسر جرمی) سورفکتانت غیر یونی اضافه کرد، و سپس با آب اضافه کرد تا به یک عایق آبی فرآوری شود.
(2)روش مهاجرت عامل کوپلینگ سیلان به طور مستقیم به جزء چسب اضافه شده است، به طور کلی مقدار 1~5٪ از مقدار ماتریس resin است. پس از اعمال چسب، مولکول های عامل جفت کننده به رابط پیوند مهاجرت می کنند تا اثر جفت شدن را به دلیل انتشار مولکول ها تولید کنند. برای چسب هایی که نیاز به درمان دارند، باید برای یک دوره زمانی پس از درمان قرار گیرند تا درمان شوند، تا عامل جفت شدن بتواند فرایند مهاجرت را تکمیل کند تا نتایج بهتری به دست آید.
در استفاده واقعی، عامل جفت شدن اغلب یک لایه رسوب بر روی سطح را تشکیل می دهد، اما تنها چیزی که کار می کند لایه تک مولکولی است. بنابراین مقدار عامل جفت شدن نیاز به بیش از حد نیست.
3. انتخاب عامل کوپلینگ سیلان
در میان دو نوع گروه با خواص مختلف عامل جفت شدن سیلان، گروه Y مهم ترین گروه است که به طور مستقیم اثر کاربرد عامل جفت شدن سیلان را تعیین می کند. تنها زمانی که گروه Y می توانند با ماتریس متناظر با آن واکنش نشان دهند می توان استحکام پیوند چسب آلی را بهبود بخشید. به طور کلی، گروه Y لازم است که با رسین سازگار باشد و می تواند واکنش جفت شدن را آغاز کند، بنابراین برای رسین های مختلف، یک عامل جفت شدن سیلان حاوی یک گروه Y مناسب باید انتخاب شود. هنگامی که Y یک گروه آلکیل یا آریل غیر واکنش پذیر است، تأثیری بر روی ریزرهای قطبی ندارد، بلکه می تواند در پیوند مجدد های غیر قطبی مانند لاستیک سیلیکونی، پلی استایرن و غیره مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که Y یک گروه تابعی واکنش پذیر است، مانند وینیل، اپوکسی، مرپاکتو و غیره به واکنش پذیری و سازگاری آن با رزین مورد استفاده توجه می کنند. عامل جفت شدن آمینوسیلان یک نوع کلی منظوره است، که تقریباً می تواند نقش جفت شدن با رسین های مختلف، به جز رسین پلی استر را ایفا کند. معمولا استفاده از عوامل جفت سیلان در چسب (نگاه کنید به جدول 1).
4. روند تحقیقات از عوامل کوپلینگ سیلان
در حال حاضر، عامل جفت شدن سیلان که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، نوع تریدکوکسی است، اما عامل جفت شدن نوع تریدکوکسی ممکن است ثبات رسین ماتریس را کاهش دهد، بنابراین در سال های اخیر به تحقیق و کاربرد عامل جفت شدن نوع دیالکوکسی توجه شده است. سنتز پلیمرها با گروه های سیلان فعال نیز یکی از جهت های توسعه عوامل جفت شدن سیلان است. این عامل جفت کننده سازگاری بهتری با رسین در چسب دارد، و می تواند یک سطح یکنواخت در سطح چسب تشکیل دهد. اثر پیوند بهتری دارد. پروکسیسیلان همچنین نوعی عامل جفت شدن است که در سال های اخیر مورد تحقیق قرار گرفته است. ویژگی آن این است که تحت عمل گرما، عامل جفت کننده رادیکال های آزاد طبیعی را تجزیه می کند و می تواند با پلیمرهای اولفینی به هم پیوند بزند و در نتیجه پلیمرهای اولفینی را ترویج کند. از پيوند .
