硅烷偶联剂是一种烷氧基硅烷,它的烷氧基遇水会发生水解反应,变成羟基硅烷(即硅醇),同时释放出反应的副产物——相应的醇(甲氧基硅水解反应后释放甲醇,乙氧基硅烷水解反应后释放乙醇)。这个反应就是硅烷偶联剂的水解反应,而影响这一反应速度快慢的因素有如下一些:
1、硅烷偶联剂在水中的溶解度:不同的硅烷偶联剂极性不同在水中的溶解性也有较大区别,溶解度较大的硅烷偶联剂由于在水中溶解的较多,与水分充分接触,所以水解速度会相对较快。为达此目的,在硅烷偶联剂溶解于水中时加以充分的搅拌就显得十分必要和重要。
2、硅烷偶联剂在水中的浓度:同一般的化学反应一样,反应物的浓度越大,化学反应的速度就越快。所以,较高的硅烷偶联剂会加快水解反应的速度,当然,这也会造成水解产物自聚速度的加快。
3、硅烷偶联剂水溶液的pH:硅烷偶联剂在水溶液的pH等于7即中性时水解反应的速度最慢,而酸或碱对于硅烷偶联剂的水解反应都具有明显的催化加速作用,所以一般非氨基硅烷水解都要用酸将溶液的pH值调节至3~5后再滴加硅烷偶联剂;而氨基硅烷的水溶液本来就有较强碱性,所以氨基硅烷一般直接滴加而无需用酸调节水溶液的pH值。
4、温度:同一般的化学反应一样,硅烷偶联剂水解反应的速度与温度的高低有着正相关关系,即温度越高,速度越快。所以,在夏季和冬季,由于环境温度的变化也会对硅烷偶联剂水解反应的速度有影响。
5、醇类助溶剂:同般的化学反应一样,若在反应物中添加一些生成物,则生成物的存在会减缓化学反应的速度,化学反应存在部分可逆。若在溶液中添加一些醇类溶剂,如乙醇等,会减缓硅烷偶联剂水解反应速度。