Hiểu được mối quan hệ giữa cấu trúc và đặc tính của titanate có thể giúp bạn chọn các giống khác nhau một cách chính xác.
Các nguyên tố hóa trị bốn là những chất xây dựng phân tử tốt nhất, chẳng hạn như cacbon titan hóa trị bốn - tạo thành cơ sở của sự sống. Tương tự như vậy, hóa học titan đã chỉ ra rằng titan hóa trị bốn có thể cho phép các nhà hóa học tổng hợp các dạng phân tử khác nhau của titanat làm chất liên kết, ngoài việc cung cấp hiệu ứng ghép nối tốt cho các chất độn và hệ thống polyme khác nhau, còn thể hiện nhiều chức năng khác nhau.
Các phân tử của titanat đại lý khớp nối có thể được chia thành sáu vùng chức năng, đóng vai trò tương ứng của chúng trong cơ chế ghép nối. Sáu khu vực chức năng được thể hiện trong bảng: khu vực chức năng ① (RO) m - từ vật chất vô cơ và khớp nối titan.
Chất nối titanate được liên kết hóa học bởi nhóm alkoxy của nó trực tiếp với một lượng nhỏ nhóm cacboxyl hoặc hydroxyl được hấp phụ trên bề mặt của chất độn hoặc chất màu.
Các loại chất kết nối khác nhau đã được phát triển do sự khác biệt trong các nhóm khu vực chức năng, mỗi loại được chọn lọc cho hàm lượng nước trên bề mặt của chất độn, và các đặc điểm của mỗi loại là:
1. Loại monoalkoxy;
Monoalkoxy titanate tạo ra một liên kết hóa học ở bề mặt phân cách giữa bột vô cơ và nhựa nền. Tính chất cực kỳ độc đáo của nó là tạo màng đơn phân tử trên bề mặt bột vô cơ, nhưng không có màng đa phân tử trên bề mặt.
Bởi vì nó vẫn có cấu trúc hóa học của titanate, khi có sự xuất hiện của chất kết nối dư thừa, năng lượng bề mặt thay đổi và độ nhớt giảm đáng kể. Trong pha nhựa nền, do nhóm ba chức của tác nhân ghép nối và phản ứng transesteri hóa, phân tử titanat được ghép nối, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa đổi phân tử titanat và lựa chọn hệ thống polyme lấp đầy.
Loại chất kết nối này (ngoại trừ loại axit pyrophosphoric) đặc biệt thích hợp cho các hệ thống chất độn khô không chứa nước tự do và chỉ chứa nước liên kết hóa học hoặc nước liên kết vật lý, chẳng hạn như canxi cacbonat, alumin ngậm nước, v.v.
2. Loại monoalkoxy pyrophosphate:
Loại titanate này thích hợp cho các hệ thống chất độn có độ ẩm cao, chẳng hạn như đất sét, bột talc, v.v. Nó cũng có thể bị phân hủy để tạo thành nhóm phốt phát, kết hợp với một phần nước.
3. Kiểu phối hợp:
Có thể tránh được phản ứng phụ của titanat hóa trị bốn trong một số hệ thống. Chẳng hạn như phản ứng transesterification trong polyester, phản ứng với nhóm hydroxyl trong nhựa epoxy, phản ứng với polyalcohol hoặc isocyanate trong polyurethane,… Loại chất kết nối này phù hợp với nhiều hệ thống chất độn và có hiệu quả ghép nối tốt. Cơ chế ghép nối của nó tương tự như của loại monoalkoxy.
4. Loại sting:
Loại chất kết nối này thích hợp cho các chất độn có độ ẩm cao và các hệ thống polyme chứa nước, chẳng hạn như silica xử lý ướt, đất sét, bột talc, nhôm silicat, sợi thủy tinh xử lý nước, đèn đen, v.v. Trong các hệ thống có độ ẩm cao, nói chung Titanat loại monoalkoxy có độ ổn định thủy phân kém và hiệu quả nối thấp, trong khi loại này có độ ổn định thủy phân tốt, và ở trạng thái này, nó cho thấy hiệu quả liên kết tốt.
Vùng chức năng ② - (- O ...) - có chức năng transesterification và liên kết ngang.
Vùng này có thể trải qua quá trình transteri hóa với các polyme có nhóm cacboxyl hoặc trải qua quá trình este hóa với các nhóm cacboxyl trong nhựa epoxy để tạo thành chất độn liên kết chéo, titanat và polyme.
Khả năng phản ứng transesterification được điều chỉnh bởi một số yếu tố:
1. Cấu trúc hóa học của phần nối giữa phân tử titanat và chất vô cơ;
2. Cấu trúc hóa học của nhóm OX về chức năng ③;
3. Cấu trúc hóa học của polyme hữu cơ;
4. Tính chất hóa học của các chất phụ gia khác như chất hóa dẻo este.
Titanat không trải qua quá trình transteri hóa trong polyme nhiệt dẻo như polyolefin, nhưng trong polyeste, nhựa epoxy hoặc nhựa polyvinyl clorua mềm với chất hóa dẻo este, thì không xảy ra phản ứng transesteri. có tác động lớn. Hoạt tính của phản ứng transesterification quá cao sẽ gây ra những hậu quả bất lợi. Ví dụ, titanate như KR-9S, khi được thêm vào polyme, có thể nhanh chóng trải qua quá trình transterification, và độ nhớt ban đầu tăng mạnh, làm giảm đáng kể lượng điền đầy. Tuy nhiên, titanate như KR-12 có hoạt tính transesteri hóa thấp và không có ảnh hưởng độ nhớt ban đầu, nhưng quá trình transesteri hóa có thể tiến triển dần dần theo thời gian, do đó không chỉ độ phân tán ban đầu tốt mà còn có thể tăng lên rất nhiều.
Trong các lớp phủ, cơ chế transesterification của các tác nhân ghép nối titanat có thể được sử dụng để liên kết chéo và xử lý polyeste bão hòa và nhựa alkyd, nhờ đó có thể thu được vật liệu không bị ố vàng (vì nó không chứa cấu trúc không bão hòa). Nó có thể biểu hiện thixotropy, vì vậy KR-9S với hoạt tính transesteri hóa cao hơn có hiệu ứng thixotropy, và TTS cũng có khả năng transesteri hóa ở một mức độ nhất định.
Khu chức năng ③ OX - nhóm kết nối trung tâm titan.
Nhóm OX trong phần này có ảnh hưởng khác nhau đến tính chất của titanat tùy thuộc vào cấu trúc của nhóm. Ví dụ, nhóm cacboxyl có thể làm tăng khả năng tương thích với các vật liệu bán phân cực, nhóm axit sulfonic có tính thixotropy, và nhóm sulfone có thể làm tăng hoạt tính transesterification. Nhóm phốt phát có thể cải thiện khả năng chống cháy và làm mềm PVC; nhóm pyrophosphate có thể hấp thụ nước và cải thiện độ bền va đập của PVC cứng, nhóm phosphite có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa, giảm polyester hoặc vòng Độ nhớt trong nhựa oxy, v.v.
Vùng chức năng ④ R --- nhóm liên kết chuỗi dài của polyme nhiệt dẻo, khung xương hữu cơ trong phân tử titanat.
Do sự tồn tại của một số lượng lớn các nguyên tử cacbon chuỗi dài, khả năng tương thích với hệ thống polyme được cải thiện, gây ra sự thay đổi năng lượng bề mặt trên bề mặt phân cách của vật liệu vô cơ, có chức năng linh hoạt và truyền ứng suất, và tạo ra hiệu ứng tự bôi trơn, dẫn đến giảm đáng kể độ nhớt và cải thiện công nghệ xử lý làm tăng độ giãn dài và độ bền xé của sản phẩm, đồng thời cải thiện hiệu suất va đập. Nếu R là một nhóm thơm, nó có thể cải thiện khả năng tương thích của titanat và polyme hydrocacbon thơm.
Vùng chức ⑤ Y --- Nhóm phản ứng của polime nhiệt rắn.
Khi chúng được kết nối với khung hữu cơ của titan, chất kết nối và vật liệu hữu cơ có thể được kết nối bằng phản ứng hóa học, ví dụ, các liên kết đôi có thể được liên kết chéo và đóng rắn bằng vật liệu không bão hòa, và các nhóm amin có thể được liên kết chéo với epoxy các loại nhựa.
Vùng chức năng ⑥) n Nó đại diện cho chức năng của titanat, n có thể là 1-3, do đó nó có thể được điều chỉnh theo nhu cầu, do đó nó có thể tạo ra nhiều loại tác dụng khác nhau đối với chất hữu cơ, về mặt này, tính linh hoạt tốt hơn so với silan. Tác nhân ghép nối đơn chức Trialkoxy là lớn.
Từ chức năng của sáu lĩnh vực chức năng trên, có thể thấy rằng chất ghép titanate có tính linh hoạt và tính linh hoạt rất cao. Nó không chỉ là chất kết nối, mà còn là chất phân tán, chất làm ướt, chất kết dính, chất kết nối, chất xúc tác, v.v., còn có thể có các chức năng như chống gỉ, chống oxy hóa, chống cháy, v.v. vì vậy nó có nhiều ứng dụng và tốt hơn các tác nhân ghép nối khác.