為了改善橡膠材料的特性并降低橡膠制品的生產(chǎn)成本，有效的方法是填充和改性。然而，由于無(wú)機(jī)填料和有機(jī)聚合物之間的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形式的顯著差異，為了增加無(wú)機(jī)和有機(jī)聚合物之間的親和力，通常使用偶聯(lián)劑來(lái)解決該問(wèn)題。

硅烷偶聯(lián)劑是目前發(fā)展較快的偶聯(lián)劑之一。硅烷偶聯(lián)劑不僅可以改善橡膠的機(jī)械性能，而且可以提高其耐熱性，耐水性和耐候性。它已成為橡膠填充改性劑，是性愛(ài)中必不可少的添加劑。

1、用硅烷偶聯(lián)劑改性的炭黑

多年來(lái)，炭黑一直被用作輪胎和其他要求橡膠具有良好韌性和耐磨性，長(zhǎng)疲勞壽命和可變滯后性的橡膠制品的補(bǔ)強(qiáng)填料。炭黑應(yīng)用于橡膠時(shí)不會(huì)與橡膠發(fā)生化學(xué)鍵合，但炭黑表面上存在多個(gè)活性點(diǎn)。

當(dāng)將硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用于填充炭黑的橡膠時(shí)，它可以與炭黑表面上的含氧基團(tuán)反應(yīng)形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而阻止炭黑與部分硅烷偶聯(lián)劑之間的團(tuán)聚該劑可與橡膠分子鏈形成物理吸附，增強(qiáng)了偶聯(lián)的炭黑與橡膠之間的相互作用，提高了炭黑在橡膠中的分散性，從而改善了膠料的某些性能。

2、硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅

在輪胎工業(yè)中，補(bǔ)強(qiáng)二氧化硅的含量?jī)H次于炭黑。與炭黑相比，白炭黑的粒徑小，比表面積大，填充的硫化橡膠的物理性能和耐磨性更好。與非極性橡膠基質(zhì)的相容性差。白炭黑非常容易團(tuán)聚，導(dǎo)致在橡膠混合物中的分散性差。同時(shí)，硅烷醇基團(tuán)的強(qiáng)吸水性影響其補(bǔ)強(qiáng) 效果，其活性容易吸附硫化助劑并影響硫化速率。

因此，通常使用表面活性劑或硅烷偶聯(lián)劑來(lái)修飾白炭黑的表面，以改善其表面疏水性，從而改善其與橡膠的相容性，從而改善白炭黑增強(qiáng)橡膠的加工和應(yīng)用性能。

脫水反應(yīng)發(fā)生在白炭黑表面的硅烷醇基與硅烷偶聯(lián)劑中的疏水基團(tuán)水解形成的烷氧基之間，從而提高了白炭黑表面的疏水性并降低了結(jié)塊度在白色炭黑顆粒之間。增強(qiáng)白炭黑與橡膠之間的相互作用。同時(shí)，在硫化過(guò)程中，硅烷偶聯(lián)劑的疏水基團(tuán)與橡膠基質(zhì)的活性基團(tuán)化學(xué)鍵合以形成“橋”，以穩(wěn)定地連接橡膠基質(zhì)和二氧化硅。因此，在輪胎膠料中添加硅烷偶聯(lián)劑和白炭黑可以有效地降低輪胎的滯后性能，提高燃料使用率，并保持良好的耐濕滑性。

3、硅烷偶聯(lián)劑改性礦物填料

隨著硅烷偶聯(lián)劑新品種的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，硅烷偶聯(lián)劑可以進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。用于橡膠的填料，例如碳酸鈣，高嶺土，云母，滑石，硅藻土，二氧化硅粉和其他礦物材料，具有價(jià)格低廉，易于獲得，粒徑均勻的特點(diǎn)，但未經(jīng)處理的無(wú)機(jī)礦物填料和樹(shù)脂的相容性和分散性很窮

處理硅烷偶聯(lián)劑后，無(wú)機(jī)礦物填料與樹(shù)脂的相容性和分散性大大提高，添加比例也可以提高，從而改善了橡膠材料的性能并降低了成本。

4、硅烷偶聯(lián)劑的選擇原則

在硅烷偶聯(lián)劑分子中，既存在對(duì)材料親水的有機(jī)基團(tuán)又對(duì)無(wú)機(jī)材料親水的可水解基團(tuán)。其中，有機(jī)基團(tuán)對(duì)橡膠產(chǎn)品的性能影響很大。只有當(dāng)有機(jī)基團(tuán)可以與相應(yīng)的有機(jī)材料反應(yīng)時(shí)，才可以改善橡膠材料的性能。當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑中的有機(jī)基團(tuán)為非反應(yīng)性烷基或芳基時(shí)，它對(duì)極性有機(jī)材料沒(méi)有影響，但是可以用于非極性材料（例如硅橡膠，聚苯乙烯等）中。

含硫的硅烷偶聯(lián)劑經(jīng)常用于橡膠工業(yè)，例如TESPT，雙-[（（三乙氧基甲硅烷基）-丙基]二硫化物（TESPD或Si75）和γ-巰基丙基三甲氧基硅烷（A-189）等，硅烷偶聯(lián)劑TESPT在輪胎中使用較多。

當(dāng)選擇的硅烷偶聯(lián)劑作為橡膠材料的輔助劑，除了在硅烷偶聯(lián)劑的有機(jī)基團(tuán)的反應(yīng)性，與有機(jī)材料的硅烷偶聯(lián)劑和橡膠材料的存儲(chǔ)裝置的兼容性，也應(yīng)考慮。影響穩(wěn)定。有時(shí)，盡量使用復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑與多種化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。