第一篇：有机硅偶联剂概述及其作用机理总结
有机硅偶联剂概述及其作用机理总结
一、偶联剂概述
偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物。在它的分子中，同时具有能与无机材料(如玻璃、水泥、金属等)结合的反应性基团和与有机材料(如合成树脂等)结合的反应性基团。常用的理论有化学键理论、表面浸润理论、变形层理论、拘束层理论等。偶联剂作表面改性剂，用于无机填料填充塑料时，可以改善其分散性和黏合性。
二、偶联剂种类
偶联剂主要有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸偶联剂。胶黏剂中常选用有机硅偶联剂，其通式为RSiX3，其中R为有机基团，如-C6H5、-CH=CH2等，能与树脂结合；X为可以水解的基团，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。
三、偶联剂作用过程
B•Arkles根据偶联剂的偶联过程提出了4步反应模型，即： ①与硅原子相连的SiX基水解，生成SiOH；
②Si-OH之间脱水缩合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷； ③低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键； ④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。
一般认为，界面上硅烷偶联剂水解生成的3个硅羟基中只有1个与基材表面键合；剩下的2个Si-OH，或与其他硅烷中的Si-OH缩合，或呈游离状态。因此，通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来，从而提高复合材料的性能和增加黏结强度，并获得性能优异、可靠的新型复合材料。硅烷偶联剂广泛用于橡胶、塑料、胶黏剂、密封剂、涂料、玻璃、陶瓷、金属防腐等领域。现在，硅烷偶联剂已成为材料工业中必不可少的助剂之一。
硅烷偶联剂的作用和效果以被人们认识和肯定，但界面上极少量的偶联剂为什么会对复合材料的性能产生如此显著的影响，现在还没有一套完整的偶联机理来解释。偶联剂在两种不同性质材料之间界面上的作用机理已有不少研究，并提出了化学键合和物理吸着等解释。其中化学键合理论是最古老却又是迄今为止被认为是比较成功的一种理论。
四、偶联剂作用理论 1.化学结合理论
该理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键；此外，偶联剂还含有一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。
下面以硅烷偶联剂为例说明化学键理论。例如氨丙基三乙氧基硅烷，当用它首先处理无机填料时（如玻璃纤维等），硅烷首先水解变成硅醇，接着硅醇基与无机填料表面发生脱水反应，进行化学键连接。具体过程如下：
硅烷中的基团水解--水解后羟基与无机填料反应--经偶联剂处理的无机料填进行填充制备复合材料时，偶联剂中的R基团将与有机高聚物相互作用，最终搭起无机填料与有机物之间的桥梁。
硅烷偶联剂的品种很多，通式中R基团的不同，偶联剂所适合的聚合物种类也不同，这是因为基团R对聚合物的反应有选择性，例如含有乙烯基和甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂，对不饱和聚酯树脂和丙烯酸树脂特别有效。其原因是偶联剂中的不饱和双键和树脂中的不饱和双键在引发剂和促进剂的作用下发生了化学反应的结果。但含有这两种基团的偶联剂用于环氧树脂和酚醛树脂时则效果不明显，因为偶联剂中的双键不参与环氧树脂和酚醛树脂的固化反应。但环氧基团的硅烷偶联剂则对环氧树脂特别有效，又因环氧基可与不饱和聚酯中的羟基反应，所以含环氧基硅烷对不饱和聚酯也适用；而含胺基的硅烷偶联剂则对环氧、酚醛、2 三聚氰胺、聚氨酯等树脂有效。含-SH的硅烷偶联剂则是橡胶工业应用广泛的品种。
2、浸润效应和表面能理论
1963年，ZISMAN在回顾与粘合有关的表面化学和表面能的已知方面的内容时，曾得出结论，在复合材料的制造中，液态树脂对被粘物的良好浸润是头等重要的，如果能获的完全的浸润，那么树脂对高能表面的物理吸附将提供高于有机树脂的内聚强度的粘接强度。
3、可变形层理论
为了缓和复合材料冷却时由于树脂和填料之间热收缩率的不同而产生的界面应力，就希望与处理过的无机物邻接的树脂界面是一个柔曲性的可变形相，这样复合材料的韧性最大。偶联剂处理过的无机物表面可能会择优吸收树脂中的某一配合剂，相间区域的不均衡固化，可能导致一个比偶联剂在聚合物与填料之间的多分子层厚得多的挠性树脂层。这一层就被称之为可变形层，该层能松弛界面应力，阻止界面裂缝的扩展，因而改善了界面的结合强度，提高了复合材料的机械性能。
4、约束层理论
与可变形层理论相对，约束层理论认为在无机填料区域内的树脂应具有某种介于无机填料和基质树脂之间的模量，而偶联剂的功能就在于将聚合物结构“紧束”在相间区域内。从增强后的复合材料的性能来看，要获得最大的粘接力和耐水解性能，需要在界面处有一约束层。
至于钛酸酯偶联剂，其在热塑体系中及含填料的热固性复合物中与有机聚合物的结合，主要以长链烷基的相溶和相互缠绕为主，并和无机填料形成共价键。以上假设均从不同的理论侧面反应了偶联剂的偶联机制。在实际过程中，往往是几种机制共同作用的结果。
第二篇：有机硅总结汇报222
1． 硅氢加成法
2． 酯化法
3．脱醇法
4．Shin Etsu公司利用丙烯酸硅醇酯与含烷氧基的聚硅氧烷的反应,同样制得了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。
—OH + CH3O—
5．S.Yasuhiko等人利用端氨基聚硅氧烷与缩水甘油基丙烯酸酯(或缩水甘油基甲基丙烯酸酯)的加成反应制备了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。
OH2CCH36.CH3OCH2CHOCH2C+OSiCH3NH2
7．丙烯酸与有机硅环氧或羟烷基聚硅氧烷酯化合成的丙烯酸酯化聚硅氧烷具有低的 Tg、低表面能、低介电常数、抗臭氧等特征.8.9.Tan等用双端氯聚硅氧烷与甲基丙烯酸羟乙酯或羟丙酯通过脱氯化氢合成了两种不同平均聚合度（聚硅氧烷的平均聚合度分别为37.2，8.8）的双端甲基丙烯酸酯化聚硅氧烷。实验结果说明，单体中硅氧烷的聚合度对UV光固化膜的压敏胶的剥离强度有很大影响，可用作离形剂.OClSiOSiCl+H2CCCH3COCH2CH2OH10.施法宽用脱醇法以二端羟基二甲基硅氧烷和KH570为原料制备出具有UV固化性能的 线性丙烯酸酯化聚硅氧烷防粘剂预聚体。
CH3HOSiCH3OHOOCH3O(CH2)3SiOCH3OCH3+H2CCCH3Cn11.烷羟基硅油与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应。
羟基硅油与IPDI反应,得到的主要是硅油自缩聚产物,而不是与异氰酸酯加成产物。由于羟基硅油自缩聚的反应式如下:
所以采用烷羟基硅油。烷羟基硅油与IPDI反应比较稳定,易于控制。其原因在于羟基不是直接连于Si原子上，而是接在烷基上,相当于有机醇,而Si-OH键比有机醇具有更大的反应活性,在一定的条件下可以发生缩聚反应,生成硅氧烷聚合物。
12.Bien Tan等用端氯聚二甲基硅氧烷与甲基丙烯酸羟乙酯反应合成出甲基丙烯酸酯化的有机硅,并研究了光固化产物的表面性能。
CH3ClSiCH3OClO+H2CCCH3COCH2CH2OH n13.含有双键的有机硅单体与丙烯酸酯进行聚合,再与D4等进行自由基聚合,生成在侧链或主链上含有硅氧烷的聚合物。
或者将含乙烯基有机硅单体先与有机硅低聚体(如D4)在酸性条件下开环预聚,再使之与丙烯酸酯进行自由基聚合,这两种方法均可把有机硅链段引入丙烯酸主链上,实现有机硅对丙烯酸酯的改性。
14.八甲基环四硅氧烷（D4）
γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(JH-A114)四甲基二乙烯基二硅氧烷(MMvi)--------最终转化为相应的乙烯基羧基聚硅氧烷
15.16．紫外光固化有机硅预聚物主要分为环氧基团、乙烯基醚类的阳离子光固化和丙烯酸酷基团、琉基/烯类等的自由基光固化体系两种类型。
第三篇：有机矿化活性肥料作用机理及功能概述
奥普尔有机矿化活性肥料作用机理及功能概述
奥普尔有机矿化活性肥料含有极高的腐殖酸及腐殖酸胶体，可充分发挥腐殖酸的特征。因此，奥普尔肥料具有如下功能特性：
(1)奥普尔主要成份完全取自于天然有机质，由动、植物残体经微生物酵解而产生，是天然制剂。且对人畜无毒、安全。奥普尔丰富的有机质成分可充分增加、补充土壤中有机质含量，增加土壤肥力；其次奥普尔种类齐全的矿质元素除提供植物正常生活所必需的全部矿质营养，充分补偿、协调业已破坏的营养平衡外，其余矿质元素可改善土壤微区环境、参与土壤营养平衡体系及缓冲体系的调节，并提供给微生物生长所需，促进其繁殖。因此，奥普尔不仅可以提供充分的营养，而且可以调节营养平衡及土壤缓冲系统，对根际微区产生有利的作用。
(2)奥普尔丰富的有机酸，可以将土壤中的矿质营养离子鳌合，固定在土壤表层的植物根际区，防止矿质离子的沉结和淋洗。这样，既可以大大提高无机肥的利用效率，同时又避免矿质沉淀即土壤垃圾的产生，有利于土壤改良。另外，有机腐殖酸架桥剂最大的优势在于把沉结的矿质即时活化，转变为植物吸收态的矿质离子，这就是奥普尔区别于一般有机肥之所在，也是奥普尔对生态农业最重要的贡献。奥普尔这一神奇功能，将逐步减少土壤的沉结物、清除土壤垃圾、改良土壤及盐碱地，促进微生物的活动。因此，使用奥普尔既可以降低化肥用量、提高肥效，同时又能逐步解决化学农业造成的生态问题。
(3)奥普尔能激发土壤本身之活力，能促进微生物的繁殖及活动，强化其分解功能。由于奥普尔有利于调节微生物生长环境、缓和化学农业对微生物的降解作用，给土壤分解更多矿质营养成份，有利于土壤循环体系良性化。
(4)奥普尔的上述功能，最终表现为农作物提高抗逆性，促进植物生长健壮、农作物产量、质量的提高。
第四篇：SBS改性沥青稳定剂作用机理简介
SBS改性沥青稳定剂作用机理简介 东营润丰博越石油技术有限公司是一家高科技民营企业，创建于2001年，主要从事油田开发新技术、石油炼制和油品深加工新技术、水处理新技术新工艺的研发、产品生产、推广应用及技术服务等相关业务，同时生产柴油稳定剂、柴油抗氧剂、十六烷值改进剂、柴油降凝剂、FCC脱硫醇催化剂、活化剂、FCC丙烯增收剂、汽油抗爆剂、消泡剂、金属钝化剂、油浆阻垢剂等系列炼油助剂……
SBS改性沥青的主要问题是SBS和沥青的相容性及贮存稳定性。由于SBS和沥青的化学结构、分子量、粘度和密度不同，在热贮存过程中SBS和沥青易发生相分离，改性沥青不能稳定贮存。结合SBS和沥青的结构特点，加入相容剂和稳定剂来稳定SBS在沥青中的分散,相容剂在SBS-沥青体系中能够促使SBS在沥青中溶胀更充分，分散更均匀，起增塑剂的作用。
稳定剂加入SBS改性沥青中，能够引发溶胀的SBS发生交联反应，形成稳定的空间网络结构，将沥青包裹在网络中，阻止SBS和沥青分离；同时，稳定剂也能够引发SBS和沥青发生接枝反应，生成SBS-沥青接枝物，位于SBS相和沥青相界面间，降低SBS相和沥青相界面间的表面张力和体系的吉布斯自由能，起乳化剂的作用，从而抑制SBS和沥青相的分离。
在相容剂和稳定剂共同作用下，SBS被均匀、稳定地分散在沥青中，形成稳定的体系。通过调整工艺参数，可制得不同级别的SBS
改性沥青，满足不同的使用要求。
注：中海沥青的相容剂为常减压侧线抽出油，生产时已加入。东营润丰博越石油技术有限公司地 址：东营市经济技术开发区 联系电话：***联系人：陈经理
第五篇：稠油催化降粘体系及其作用机理
稠油催化降粘体系及其作用机理
摘要：稠油在中国的石油资源中所占比例较大，随着常规油藏可采储量的减少以及石油开采技术的不断提高,21世纪稠油开采所占的比重不断增大，但由于稠油粘度高使得稠油开采非常困难，稠油改性降粘技术成为提高稠油油藏开采效果的重要前提。特稠油或超稠油体系在蒸汽开采中具有被催化降粘的可能性，不同催化剂体系的催化效果差别很大;催化剂质量分数、催化反应温度和时间共同影响催化剂体系的降粘效果。当温度升高至一定程度时，稠油中的胶质和沥青质等大分子化合物的化学结构会发生改变，催化剂可降低这类反应发生的起始温度，加快反应速度。在稠油油藏注蒸汽开发过程中，加入含有某些过渡金属可溶性盐使稠油粘度降低。
关键词：稠油 催化降粘 催化剂 降粘率影响因素
目前，在稠油油藏开发中，由于稠油的粘度高, 流动性差，开采难度大, 无法进行常规开采。蒸汽吞吐、蒸气驱是通过高温蒸气提高稠油的温度, 降低稠油分子间的作用力来降低粘度, 但地层温度下降后，稠油粘度会大幅反弹, 降低蒸气吞吐开采的效果。虽然稠油区块存在较大潜力, 但由于稠油粘度问题, 限制了稠油区块采收率的提高。稠油催化降粘技术是通过注入催化剂, 使蒸气吞吐中的高温水蒸气与地层中的稠油发生水热裂解反应, 从而不可逆地降低稠油的粘度, 改善稠油性质,增加稠油的流动性, 达到提高稠油采收率的目的。
1.稠油催化降粘体系
1.1稠油体系的组成
稠油元素除C、H外, 还有O、S、N 等杂原子,它们主要分布在胶质和
沥青质中, 对稠油的性质影响最大。一般来说, 胶质、沥青质含量越多, 粘度越大。稠油中主要的含硫有机物有硫醇类(RSH)、硫醚类(RSR)、噻吩类;主要的含氧有机物有(RCOOH)、酚(ArOH)、醚(ROR)、酮(RCOR)、醇(ROH)、醛(RCOH);其中酸、酚含量相对较多, 其他含量较少;主要的含氮有机物有喹啉类、吡啶类、吲哚类、咔唑类。1.2稠油催化降粘
催化降粘是一种通过向稠油添加催化剂,使稠油在地下发生催化反应的方法，稠油催化改性降粘技术是在不改变目前蒸汽吞吐工艺条件下进行的。催化剂 体系必须具有被水携带的良好水溶性、适应蒸汽吞吐过程的良好耐温性及耐 酸碱性、与地层水及复配催化剂间的良好配伍性等特点。1.3催化剂体系
国内外已开发的催化剂主要为水溶性过渡金属盐催化剂、油溶性过渡金属盐 催化剂、超强酸催化剂及杂多酸催化剂。催化剂种类不同其催化能力不同，要取得最佳催化效果，需要将几种具有不同催化能力的盐进行复配，并考 原料的易得性和成本。
2.稠油催化降粘机理
2.1由水中的氢结合到稠油中实现改质
在200 ℃以上注蒸气吞吐过程中, 水在250℃ 的离子负对数值是11, 而20 ℃时的值是14。当水温升高时, 水变成了更强的酸和更强的碱, 除了动力学速率随温度的自然增加外, 由水产生的酸、碱催化作用在高温下也提高了。稠油中主要化学键的离解能如下: C-S< C-N < C-O< C-C。因C-S的离解能最低,最容易断裂, 因此在高温水蒸气的条件下, 可使有机硫化合物发生水热裂解反应, 同时还发生高温环境下有机硫化物的热裂解反应。根据Hyne等的研究结果, 有机硫化合物中S-C键断裂是稠油水热裂解中的重要步骤, 其总的反应方程式如下: RCH2CH2SCH3 + 2H2O→ RCH3 + CO2 + H2 + H2S+ CH4
其次弱碱性硫原子的质子化可以产生活性中间体, 水最有可能进攻活性中间体, 中间体中的正电荷可以通过结合脱去碳原子, 使其脱除H2S, 经过分子重排生成醛。醛热解生成CO 和烃, CO 与水蒸汽可发生水煤气转换反应, 生成CO2 和H2,H2 又参与稠油加氢裂解或加氢脱硫等改质反应。因此, 由水中的氢结合到稠油中实现改质是水热裂解反应的重要步骤。2.2形成的中间体的历程:
水作为亲核试剂进攻中间体的a碳, 导致S—C 键断裂, 发生开环, 释放出H2S 和CO, 产生的CO 参与水煤气转换反应生成CO2 和H2。中间体发生热解反应, 分解为H2S、MSx和小分子烃, 小分子烃可以进一步发生聚合反应。金属离子与有机硫的络合将削弱C—S键, 使得分子链断裂, 从而使沥青质和胶质等物质生成较小的分子类, 或改变外形成为能降低粘度的分子类, 部分地降低稠油粘度。无论硫是在芳香烃中还是在脂肪烃中, 所有过渡金属都加速了硫化物的分解。3.催化降粘效果的影响因素 3.1 催化剂质量分数
催化剂的质量分数对降粘效果影响较大，特别是当催化剂质量分数大于1．0% 后，降粘效果更为显著。
3.2 催化反应时间
图1 催化反应时间与降粘率的关系 由实验结果(图1)可以看出:当催化剂的质量分数为0.5%和1．0%时，降粘效果较好的反应时间为100 ～150 h;当催化剂质量分数为1.5%时，降粘效果较好的反应时间为50 h 左右。因此，降粘裂解反应存在一个最佳反应时间段，这一点是取得现场实验成功的关键因素之一。
3.3 催化反应温度
图2 不同反应时间下催化反应温度与降粘率的关系
实验结果(图2)表明: 当反应温度在150 ℃左右时，开始发生改性降粘反应，但是反应程度较弱，所以降粘率较低;当反应温度为280 ℃ 时，反应时间大于20 h 时，降粘率较高，说明此时反应加剧，生成了较多的轻质组分;随着反应温度的进一步升高，反应更加剧烈，但当反应时间大于240 h 后，新缩聚反应生成的沥青质开始聚并，导致降粘率不升反降。结
果表明，当反应温度达到280 ℃且反应时间为120 h时，既可以得到较高的降粘率，又可以防止新生成沥青质的聚沉而导致的粘度再次升高。所以选取合适的反应时间和反应温度对催化降粘效果尤为重要。3.4 油藏含水率
不同油藏或同一油藏在不同的开发时期其含水率是不同的，当含水率大于60%时，降粘率降低较快，这和稠油与水的接触程度变差有关。3.5 pH 值
地层酸碱环境对催化剂的催化降粘效果影响较大，pH 值小于4 时，降粘效果较好;当pH 值继续增大，因催化剂大量沉淀，导致催化降粘效果变差。4.使用条件及注入方式
根据稠油催化降粘的机理及实验, 筛选了以下选井条件:（2）1.稠油粘度较高(20000mPa.s 以上);（3）2.含硫2% 以上;（4）3.注汽温度较高(300℃ 左右)。
（5）现场施工注人方式: 注蒸汽前将催化剂和助剂注人地层, 使之在随后的蒸 汽作用下与稠油发生反应。
参考文献
［1］ 束青林，王宏，孙建芳． 孤岛油田稠油油藏高轮次吞吐后提高采收率技术研究与实践［J］． 油气地质与采收率，2010，17(6):61－64．
［2］ 柳兴邦，李伟忠，李洪毅． 强水敏稠油油藏火烧驱油开发试验效果评价———以王庄油田郑408 块沙三段油藏为例［J］． 油气地质与采收率，2010，17(4): 59－62．
［3］ 于连东． 世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望［J］． 特种油气藏，2002，8(2): 98－103．
［4］ 王胜，曲岩涛，韩春萍． 稠油油藏蒸汽吞吐后转蒸汽驱驱油效率影响因素———以孤岛油田中二北稠油油藏为例［J］． 油气地质与采收率，2011，18(1): 48－50．
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