选择丝网除沫器填料和反应物(如:聚合物),利用化学作用就可发生许多很好控制的反应。与硅烷 的反应就是这种反应的典型例子,图6-2即为这种反应的实例4~6。硅烷反应提供了官能团 转化的简单方法,其有两个优点:可能生成新的官能团和可调节涂层厚度。通过选择基团 R,我们可以引进无数的各种官能团。根据分子R的有效长度,能调节单层涂层的厚度。在 一个实验中5,分子的长度可在1.92~13.0nm范围内调节。有机基团的长度和其浓度影响涂 层的厚度。通过选择合适的浓度,可以获得单分子或多分子涂层,它们对材料的性质具有技 术上的深远含义。
当有硅烷涂层,或者在随后的步骤中加入其他反应剂时,可阻止化学反应。上述的例子 是一个多步骤过程,与硅烷反应是其他许多步骤的最后一步。其目的是用就地生成的聚合物 涂覆颗粒。这些称为接枝的反应可为一般的 有机聚合反应,如:自由基聚合,开环聚合, 加成聚合,等等。
硫酸®1首先用12 -羟基硬脂酸酯改性, 产物进一步与丙烯酰胺接枝(图6-3)7。该实 验表明12-羟基硬脂酸酯可以用作进一步聚 合的引发中心。同样,填料表面可引入官能团作为引发中心进行聚合。饰离子可单独引发丙烯酰胺的聚合,但转化率较低。如果将丙烯 酰胺与硫酸钥(未经12-羟基硬脂酸酯改性)混合,丙烯酰胺转化率增加约100%,但由于没 有可用于接枝的活性中心,在硫酸钥表面不能发生接枝聚合反应。在12-羟基硬脂酸酯改 性的硫酸觇存在下,转化率增加约220%,有大约10%的聚合物接枝到填料表面。反应按一 级动力学进行(参见6.3节图6-9至图6-11)。其反应速率与丙烯酰胺浓度、催化剂浓度和 改性填料浓度成线性增长关系。总之,这些反应与没有填料的反应相比较,未显示出任何例 外的特性。但是,填料的存在,特别是改性填料的存在提高了引发速率,因而提高了总反应 速率。更多的表面改性实例在6.3节介绍。
化学反应取决于反应性物质的存在及反应物碰 撞的可能性,因此,反应有各种各样的可能性。文 献描述了高岭土的OH与异氤酸酯的反应8,用ZnO 对丁睛橡胶进行硫化9,填料表面的狡基与胺和环 氧基的反应〔°,梭基与二醇的反应七及其他许多 反应D"5。如果材料颗粒表面有反应物,可增加化 学反应的可能性。其他因素包括统计几率、影响反 应物接触的表面屏障、稀释因素、分子运动性和体 系粘度的变化。这些将在本书的其他章节讨论。
影响含有填料的体系的反应性有一特殊因素, 这可通过对自旋探针运动限制的研究来说明气硝 酰基自由基探针在不同填料填充的聚乙烯中的行为 表明,由于探针自由基的化学吸收作用,该体系的活性受到限制。这种现象可能影响化学反 应,但该研究给出了解释某些UV稳定剂不怎么起作用的重要机理。UV稳定剂将在第11章 讨论。现在给出这个例子是要表明,体系中填料的存在通过限制体系各组分的适用性和反应 性,可以改变其性能特征。填料也可以通过减少加工过程中或以后接触环境力中的物理损失 而增加组分的持久性。
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