3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的结构、性能及应用

更新时间:2024-09-26 点击:63

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一、产品参数

3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的结构为:一个硅原子通过共价键连接了三个乙氧基基团,同时硅原子还通过一个丙基(CH2CH2CH2-)链连接到一个硫氰基(-SCN)上。这种结构使得该化合物具有特定的化学性质和用途。

化学全称:3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷

英文名称:3-Thiocyanatopropyltriethoxysilane

化学式:C10H21NO3SSi

分子量:263.4291

CAS:34708-08-2

3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷是一种含硫的双功能有机硅烷偶联剂,广泛应用于橡胶和涂料等众多领域。它的分子结构中有一个硫氰基(-SCN)通过一个丙基(CH2CH2CH2-)链连接到硅原子,硅原子再与三个乙氧基(-OCH3)基团相连。通过硅烷基团与无机材料表面形成共价键(通常是通过水解过程),而其硫氰基部分可以与有机材料发生相互作用。

作为硅烷偶联剂,用于提高橡胶制品的耐磨性、弹性和撕裂强度,降低压缩变形,提高填料在胶料中的分散性能和相互作用。

常用于浅色橡胶制品,如制鞋工业中。

适用于天然橡胶、异戊橡胶、丁苯胶、顺丁胶、丁腈胶等多种橡胶体系。

理化指标:

指 标

典型值

外观

无色或琥珀色透明液体

密度(25℃,g/cm3)

1.03

沸点

299.42

折光率(nD25)

1.4480

溶解性

轻微的特殊气味,易溶于乙醇、乙酸乙酯、苯等多种溶剂。不溶于水,但与水或潮气接触易发生水解。

二、性能:

反应原理:

3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷通过其硅氧基与橡胶基体中的羟基等官能团反应,形成化学键合,从而增强橡胶的物理性能。

在3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的结构中,硫氰基起到了至关重要的作用:

1、高反应活性,增强粘结性能

硫氰基(-SCN)是一种具有较高化学活性的基团,在有机合成中,硫氰基可以参与多种化学反应,如取代反应、加成反应等。

它可以与多种化合物反应,如与金属表面发生化学键合反应,或者与其他含活性基团的有机物发生反应。这使其在材料表面处理和改性中非常有用。

硫氰基可通过化学键与无机表面或填料如玻璃纤维、硅石等进行结合,从而显著提高复合材料的粘附性能。这在橡胶、涂料和胶粘剂等领域尤为重要,有助于增加材料之间的结合强度。

2、偶联作用

作为硅烷偶联剂,3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷中的硫氰基能够与其他分子中的官能团(如羟基、羧基等)发生反应,形成化学键。这种偶联作用能够增强不同材料之间的界面结合力,提高复合材料的性能。在橡胶制品中,硫氰基的偶联作用能够显著提高橡胶的耐磨性、弹性和撕裂强度,降低压缩变形,提高填料在胶料中的分散性能和相互作用。

3、功能性增强

硫氰基的存在还赋予了3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷特定的功能性。例如,硫氰基可以与金属离子形成络合物,从而改变材料的电学、磁学等性质。此外,硫氰基还可能对材料的耐候性、耐腐蚀性等方面产生影响。

4、稳定性与反应性平衡

硫氰基在3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷中的存在还体现了稳定性与反应性之间的平衡。一方面,硫氰基需要保持足够的反应性,以便与其他化合物发生反应;另一方面,它也需要具有一定的稳定性,以确保在储存和使用过程中不会自发分解或变质。这种平衡使得3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷成为一种性能优良、用途广泛的有机硅化合物。

生产所需原材料及生产工艺

原材料:主要包括氯丙基三乙氧基硅烷、硫氰化钾等。

生产工艺:

以氯丙基三乙氧基硅烷为原料,通过硫氰化钾的取代反应合成硫氰基丙基三乙氧基硅烷。

反应通常在非质子极性溶剂中进行,如二甲基甲酰胺(DMF),并需要控制反应温度和反应时间以获得高收率的产品。

三、应用领域:

1、橡胶增强: 该有机硅烷常被用于与含羟基基团的填料结合,增强橡胶的机械性能,如拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能。同时,它能降低橡胶的压缩永久变形,提高工艺性能。

2、粘合促进剂: 由于其与不同基材的良好兼容性,该硅烷还用于作为粘合促进剂,在涂料、密封剂和粘合剂中起到增强粘附力的作用。

使用方法:通常作为添加剂在橡胶加工过程中加入,具体用量和加工条件需根据产品配方和工艺要求确定。


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