チタン酸塩の構造と特性の関係を理解すると、さまざまな品種を正しく選択するのに役立ちます。
四価元素は、生命の基礎を形成する四価チタン炭素などの最高の分子ビルダーです。同様に、チタン化学は、四価チタンにより、化学者がカップリング剤としてさまざまな分子タイプのチタン酸塩を合成できることを示しています。これは、さまざまなフィラーやポリマーシステムに優れたカップリング効果をもたらすだけでなく、他のさまざまな機能も示します。
チタン酸塩の分子 カップリング剤 カップリングメカニズムでそれぞれの役割を果たす6つの機能領域に分割できます。 6つの機能領域を表に示します。機能領域①（RO）m-無機物およびチタンカップリングから。
チタン酸塩カップリング剤は、そのアルコキシ基によって、フィラーまたは顔料の表面に吸着された少量のカルボキシル基またはヒドロキシル基と直接化学的に結合します。
機能領域①グループの違いにより、さまざまなタイプのカップリング剤が開発されており、各タイプはフィラーの表面の含水量に対して選択的であり、各タイプの特性は次のとおりです。
1.モノアルコキシタイプ;
チタン酸モノアルコキシは、無機粉末とマトリックス樹脂の界面に化学結合を生成します。その非常にユニークな特性は、無機粉末の表面に単分子膜を形成することですが、界面には多分子膜はありません。
それはまだチタン酸塩の化学構造を持っているので、過剰なカップリング剤の存在下で、表面エネルギーが変化し、粘度が大幅に低下します。マトリックス樹脂相では、カップリング剤の三官能基とエステル交換反応により、チタン酸塩分子がカップリングされ、チタン酸塩分子の修飾と充填ポリマーシステムの選択が容易になります。
このタイプのカップリング剤（ピロリン酸タイプを除く）は、遊離水を含まず、化学的に結合した水または物理的に結合した水（炭酸カルシウム、水和アルミナなど）のみを含むドライフィラーシステムに特に適しています。
2.モノアルコキシピロホスフェートタイプ：
このタイプのチタン酸塩は、粘土、タルクなどの水分含有量の高いフィラーシステムに適しています。また、分解してリン酸基を形成し、水の一部と結合することもできます。
3.調整タイプ：
一部のシステムでは、4価のチタン酸塩の副反応を回避できます。ポリエステルのエステル交換反応、エポキシ樹脂のヒドロキシル基との反応、ポリウレタンのポリアルコールまたはイソシアネートとの反応など。このタイプのカップリング剤は、多くのフィラーシステムに適しており、優れたカップリング効果があります。そのカップリングメカニズムはモノアルコキシタイプのものと似ています。
4.スティングタイプ：
このタイプのカップリング剤は、高湿度フィラーや、湿式シリカ、粘土、タルク、ケイ酸アルミニウム、水処理ガラス繊維、ランプブラックなどの含水ポリマーシステムに適しています。高湿度システムでは、一般モノアルコキシタイプのチタン酸塩は、加水分解安定性が低く、カップリング効果が低いのに対し、このタイプは、加水分解安定性が良好であり、この状態では、カップリング効果が良好である。
機能領域②-（-O ...）-エステル交換および架橋の機能があります。
このゾーンは、カルボキシル基を持つポリマーとのエステル交換を受けるか、エポキシ樹脂のカルボキシル基によるエステル化を受けて、フィラー、チタン酸塩、およびポリマーを架橋することができます。
エステル交換反応性は、いくつかの要因によって支配されます。
1.チタン酸塩分子と無機物とのカップリング部分の化学構造。
2.機能領域③のOX基の化学構造。
3.有機ポリマーの化学構造;
4.エステル可塑剤などの他の添加剤の化学的性質。
チタン酸塩は、ポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマーではエステル交換反応を起こしませんが、ポリエステル、エポキシ樹脂、またはエステル可塑剤を含む軟質ポリ塩化ビニルプラスチックでは、エステル交換反応は起こりません。大きな影響があります。エステル交換反応の活性が高すぎるため、悪影響が生じます。たとえば、KR-9Sなどのチタン酸塩をポリマーに添加すると、エステル交換反応が急速に起こり、初期粘度が急激に上昇するため、充填量が大幅に減少します。ただし、KR-12などのチタン酸塩はエステル交換活性が低く、初期粘度効果はありませんが、時間の経過とともに徐々にエステル交換が進行するため、初期分散性が良好であるだけでなく、充填量を大幅に増やすことができます。
コーティングでは、チタン酸塩カップリング剤のエステル交換メカニズムを使用して、飽和ポリエステルとアルキド樹脂を架橋および硬化させることができるため、黄変しない材料（不飽和構造を含まないため）を得ることができます。チキソトロピーを発現できるため、エステル交換活性の高いKR-9Sにはチキソトロピー効果があり、TTSにもある程度のエステル交換能力があります。
機能領域③OX--チタン中心をつなぐグループ。
この部分のOX基は、基の構造に応じてチタン酸塩の特性に異なる影響を及ぼします。たとえば、カルボキシル基は半極性物質との適合性を高めることができ、スルホン酸基はチキソトロピーを持ち、スルホン基はエステル交換活性を高めることができます。リン酸塩グループは、PVCの難燃性と軟化を改善できます。ピロリン酸基は水を吸収し、硬質PVCの衝撃強度を向上させることができ、亜リン酸基は耐酸化性を向上させ、ポリエステルまたはリングの粘度を低下させることができます。
機能領域④R---熱可塑性ポリマーの長鎖絡み合い基、チタン酸塩分子の有機骨格。
長鎖炭素原子が多数存在するため、ポリマー系との相溶性が向上し、柔軟性と応力伝達の機能を持つ無機材料の界面の表面エネルギーが変化します。自己潤滑効果を生み出し、粘度を大幅に低下させ、加工技術を向上させ、製品の伸びと引き裂き強度を高め、衝撃性能を向上させます。 Rが芳香族基である場合、チタン酸塩と芳香族炭化水素ポリマーの相溶性を向上させることができます。
機能領域⑤Y---熱硬化性ポリマーの反応性基。
チタンの有機骨格に結合すると、化学反応によりカップリング剤と有機材料を結合することができます。たとえば、二重結合を不飽和材料で架橋して硬化させたり、アミノ基をエポキシで架橋したりすることができます。樹脂。
機能領域✧）nチタン酸塩の機能性を表します。nは1〜3であるため、必要に応じて調整できるため、有機物にさまざまな影響を与えることができます。この点で、柔軟性が優れています。シランよりも。トリアルコキシ単官能性カップリング剤は大きい。
上記の6つの機能領域の機能から、チタン酸カップリング剤は優れた柔軟性と汎用性を備えていることがわかります。カップリング剤であるだけでなく、分散剤、湿潤剤、接着剤、カップリング剤、触媒等であり、防錆、防酸化、難燃剤等の機能を有することができる。そのため、幅広い用途があり、他のカップリング剤よりも優れています。
