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綜上所述，用鈦酸酯處理無機填料，可以獲得如下一些效果：
　　 ① 提高無機填料的填充量；
　　 ② 降低填料—聚合物體系的粘度；
　　 ③ 改善配合系統(tǒng)的加工工藝性能；
　　 ④ 提高顏料的分散性；
　　 ⑤ 改進涂料的耐腐蝕性；
　　 ⑥ 提高復(fù)合材料的耐燃性；
　　 ⑦ 節(jié)省原材料的能耗。

　　為了充分發(fā)揮鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果，應(yīng)根據(jù)所用樹脂和填料的種類選擇適當?shù)呐悸?lián)劑品種，對此歸納如表5.1參考。下面將分別舉一些例子加以說明。

(一) 聚烯烴
　　在聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂中填充多量碳酸鈣時，會造成流動性降低，加工困難，這時改用以鈦酸酯預(yù)處理的填料就能克服這一缺點。這時的性能變化模式如圖一所示，與無填料的成型品相比，流動性大大降低；伸長率、沖擊強度明顯改善；彎曲強度、抗張強度等幾乎無變化。

表5.1 對于不同的樹脂和填料最適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑的相應(yīng)品種及其效果

	樹脂種類	摻加效果	填料品種	最宜品種
1	熱塑性樹脂 聚烯烴 高密度聚乙烯低密度聚乙烯 聚丙烯	改進沖擊強度 提高填充量 改進加工工藝性能	CaCO3等大部分 滑石粉、陶土 炭黑	TTS 138S 9S
2	聚苯乙烯	改進沖擊強度 改進加工工藝性能	大部分 木粉	9S、38S 138S
3	聚氯乙烯 硬質(zhì) 軟質(zhì) 糊料	改進沖擊強度， 改進加工工藝性能 降低熔融粘度， 提高填充量 降低粘度	CaCO3等大部分 CaCO3等大部分 CaCO3,陶土，二氧化硅，Al(OH)3等 滑石粉	38S 138S、55 138S、55 9S
4	尼龍	提高填充量 改善機械性能	Wollastonite (硅酸鈣)等	38S
5	聚苯醚、聚苯硫醚 熱固性樹脂	提高填充量， 改善加工工藝性能	氧化鐵等 大部分	44 34S、134S
6	丙烯酸樹脂 溶劑基的 水基的	提高填充量,降低 固化溫度 消除光澤 改進機械性能,提高填充量,改進粘接性 改進耐腐蝕性	大部分 大部分 大部分 大部分	55、238S、9S 138D、138J 138S 238J
7	醇酸樹脂	提高填充量	大部分	38S、138S、238M、238A 138S、 9S
8	密胺樹脂	改進加工工藝性能 降低粘度 降低烘烤度	氧化鐵紅 炭黑	38S、138S 9S
9	環(huán)氧樹脂	加速反應(yīng) 改善機械性能 降低粘度	大部分	55、46B、41B、138S、44、46B、138S
10	油墨 導(dǎo)電性 聚酰胺 松香酯 硝基纖維素	改進耐腐蝕性 改善導(dǎo)電性 防止沉淀 防止凝膠化 減少混煉時間 羧基交聯(lián) 改進混煉性和混煉穩(wěn)定性	鉻酸鉛、鉬橙、鉻黃、炭黑 大部分顏料 大部分	9S 55 55、9S TTS 138S、238S
11	酚醛樹脂	提高填充量 改善機械性能 提高耐磨性	大部分	138S、34S 134S 34S、134S
12	聚酯 飽和 水基型 不飽和型 水基型	提高填充量和光澤度 提高填充量和粘接性 提高填充量 提高填充量	大部分 大部分 大部分 大部分	46B、138S 138S的胺加成鹽46β、55 55,46B,9S,238A 55、138S的胺加成鹽
13	聚氨酯樹脂 雙組分型	提高填充量	大部分 CaCO3 SiO3	41B,55,TTS,44（均加在聚醇中） 55、41B 55
14	通用膠 順丁膠,三元乙丙膠,丁基膠	提高填充量 改進加工性能	大部分 （HiSil233）陶土 高耐磨爐黑 大部分	TTS、38S 38S、138S 9S 9S
15	環(huán)氧氯丙烷（氯醚）膠	提高填充量、改善性能、防止焦燒 提高填充量	二氧化硅	138S
16	磷腈聚合物	提高填充量 提高耐燃性 提高耐燃性降低烘烤溫度	Al (OH)3	238S、TTS

以低密度聚乙烯為例，如圖5.2所示，無填料的低密度聚乙烯的抗張強度約為130公斤/平方厘米，伸長率為530%，而填充40份碳酸鈣后，相應(yīng)值為95公斤/平方厘米和80%，改用以鈦酸酯處理的碳酸鈣，可以做到抗張強度不變，而伸長率增大，鈦酸酯用量以2%為宜。

　　圖5.3為鈦酸酯在高密度聚乙烯-重質(zhì)碳酸鈣體系中的效果，它所產(chǎn)生的使流動性提高的效果比常用的表面處理劑硬脂酸大。

（二）聚氯乙烯
（1）硬質(zhì)聚氯乙烯
通過鈦酸酯偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以改進加工工藝性能和沖擊強度（圖5.4～5.6）。

　　由圖5.4可見，在碳酸鈣的填充量高時，鈦酸酯改善流動性的效果十分明顯，而圖5.4和圖5.6示出了在硬質(zhì)聚氯 乙烯中使用238S時所能獲得的沖擊強度改進，其用量以填料100%計，宜1%-2% ，用量過高效果反而不好。

（2）軟質(zhì)聚氯乙烯

　　 軟質(zhì)聚氯乙烯一般已摻有增塑劑，故使用鈦酸酯偶聯(lián)劑較難湊效，不過只要配合得當，也可以取得一定效果，比較適用的鈦酸酯偶聯(lián)劑是138S，如圖5.7所示，它可以使聚氯乙烯的流動性有2～3 倍的改進。在流動性保持與采用未處理填料時相同的前提下，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑，可以將填充量提高到20份的水平。

（3）聚氯乙烯糊
　　對于聚氯乙烯糊，鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果不僅在于可以降低其剛配合好時的粘度，而且還可以使配合料的粘度保持幾乎不變（圖5.8），此外，還具有使發(fā)泡體的微孔細小均勻的效果。
　　聚烯烴或硬質(zhì)聚氯乙烯通常以粉末狀態(tài)加工的，因此宜采用預(yù)先用鈦酸酯處理的填料，而聚氯乙烯糊乃是液體與粉料的混合物，故可能存在如下4種加料順序：
　　 ①（聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑+填料）+偶聯(lián)劑；
　　 ②（填料+偶聯(lián)劑）+（聚氯乙烯+增塑劑+穩(wěn)定劑）；
　　 ③{[（增塑劑+偶聯(lián)劑）+填料]+穩(wěn)定劑}+聚氯乙烯；
　　 ④（增塑劑+偶聯(lián)劑）+（填料+聚氯乙烯+穩(wěn)定劑）。
　　其結(jié)果，當然也各不相同，按使粘度降低的效果大小排列，其順序為③＞④＞②＞①。其原因估計是，在加料順序不當時，可能有一部分偶聯(lián)劑會消耗于穩(wěn)定劑上，因此，把偶聯(lián)劑預(yù)先稀釋到增塑劑中，有利于對填料的大面積包覆。

（三）環(huán)氧樹脂
　　對于以環(huán)氧樹脂為代表的熱固性樹脂采用鈦酸酯也能收到降低配合料的粘度，實現(xiàn)高填充化的效果。如圖5.9所示，采用鈦酸酯偶聯(lián)劑41B，可以使CaCO3 填充量比采用未處理填料時提高30～40%。而且，鈦酸酯對環(huán)氧樹脂的固化不僅沒有延遲作用，反而能降低其固化時可能達到的最高放熱溫度，對提高成型品的尺寸穩(wěn)定性有利。

（四）聚氨酯樹脂
　　有報告提到，鈦酸酯偶聯(lián)劑對于聚氨酯的補強型反應(yīng)性注壓成型（R—RIM）有效。鈦酸酯是異氰酸酯與聚醚型聚醇反應(yīng)的有效催化劑，其活性與鈦酸酯的化學結(jié)構(gòu)有關(guān)，即取代其的吸電子性越大，活性就越低，順序如下：氨烷氧基＞配位型＞?；停径鹿鹚岫』a＞焦磷酸酯≈正磷酸酯。
　　對于R—RIM法來講，配合物的粘度是一個很重要的問題，一般說來，粘度不能超過7500厘泊，當填料的用量（一般是玻璃纖維）在聚醇的40%以下時，不用偶聯(lián)劑處理填料，也具有良好的工藝性，再要增加填充劑用量，就得使用偶聯(lián)劑，它可以使配合料的粘度降低15～25%。

（五）工程塑料
近年來工程塑料的應(yīng)用越來越廣泛了，它們大多數(shù)是在樹脂中摻用無機填料的復(fù)合系統(tǒng)，這時，用鈦酸酯處理無機填料，可以改善材料的機械強度和潤滑性。圖5.10指出，在環(huán)氧樹脂體系中，摻用以鈦酸酯處理的鈦酸鉀晶須填料，可以改進它的沖擊強度，而且效果優(yōu)于硅烷。圖5.11示出該種填料用于酚醛樹脂系統(tǒng)的效果，即可以使這種材料的摩擦系數(shù)降低。

（六）橡膠
　　用鈦酸酯處理橡膠用無機填料，如碳酸鈣等，不僅可提高橡膠材料的力學性能而且膠料混煉及壓出容易，出片光滑并能節(jié)約能源。表5.2是在天然膠中使用以TTS處理的碳酸鈣所獲得的補強效果。可以看出，處理方法對橡膠的力學性能有一定影響，但不很明顯，似乎是預(yù)處理法效果最好。偶聯(lián)劑的用量以碳酸鈣計，取1～1.5%重量就足夠了。

　　此外，在一些特種膠，如氟橡膠中，用鈦酸酯處理氫氧化鈣和一氧化鉛，都有助于促進這些配合劑在膠料中的分散，加快其硫化速度；在聚硫膠中，以1～2% 26S鈦酸酯處理過氧化鉛，可以使它的用量從13重量份減少到2.5重量份，而且還可以改進其抗撕強度。在硅橡膠中，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑（特別是含磷的品種）可以實現(xiàn)細粒子白炭黑（如HiSill 233）與粗粒子白炭黑（如Novacite）的并用，不但不導(dǎo)致膠料粘度升高，而且可使抗撕強度明顯提高。在室溫硫化的硅橡膠（RTV）中，填充以0.3～0.4% 38S或1% 138S處理的粒徑5微米的碳酸鈣可以顯著改善膠料的流變性能和硫化膠的物理性能。
　　由表5.3可見，在熱塑性橡膠中借助于TTS就可以填充高達50重量份的碳酸鈣，并使抗張強度提高三分之一，定伸強度、伸長和永久變形保持不變。

（七）涂料
　　涂料通常是由粘結(jié)料、顏料、展色劑等主要成分組成的,它的行為比較復(fù)雜。一般說來，偶聯(lián)劑在涂料中能產(chǎn)生如下一些效果：
① 促進顏料的分散；
② 可降低醇酸樹脂、蜜胺樹脂之類涂料的烘烤溫度；
③ 改善觸變性；
④ 減少溶劑量或?qū)崿F(xiàn)粉末涂敷；
⑤ 改進水基涂料的密著性；
⑥ 改進耐腐蝕性。
　　圖5.12和5.13分別示出在鈦白粉-丙烯酸酯體系炭黑-醇酸樹脂體系中使用鈦酸酯偶聯(lián)劑的效果。可以看出，使用鈦酸酯偶聯(lián)劑可以降低展色劑中粘結(jié)料的含量，使之接近于臨界顏料體積的濃度,這是十分符合涂料工業(yè)部門的愿望的，這點在涂料的配方加工中用處很大。

　　前面已經(jīng)提到，在各種樹脂中，鈦酸酯偶聯(lián)劑所能發(fā)揮的最大效果是使粘度降低，這一點在涂料中，就表現(xiàn)為配合料的屈伏值降低，因而可大大節(jié)省溶劑用量，以環(huán)氧樹脂類溶劑型涂料為例，可節(jié)省溶劑約60％。
　　以水為媒介體的水基涂料，由于無公害，近年來發(fā)展很快，但其對基材的密著性不及溶劑型涂料，此缺點可用鈦酸酯偶聯(lián)劑來予以改進，即把螯合型的238Ｓ與三乙醇胺反應(yīng)，使生成加成鹽，就可以作為水溶性添加劑應(yīng)用于水基涂料，此種涂料可作建筑物的外裝飾涂料用。見（表5.4和5.5）

（八）其他
鈦酸酯還可用于如下一些領(lǐng)域：
　?、?電子部門（與金屬的復(fù)合化、磁頭、磁帶等）；
　?、?汽車行業(yè)（降低重量、絕熱、隔音等用途）；
　　③ 土木建筑（膠粘劑、阻燃劑、密封劑等）；
　?、?磁性材料——磁性橡膠和磁性塑料；
　?、?各種無機填料的表面處理劑。
　　總之，利用鈦酸酯偶聯(lián)劑，可以實現(xiàn)高比重填料的多量填充，并提高粘接效果，因而在電子部門用于制造磁頭、磁帶、壓敏性導(dǎo)電橡膠均很有價值，已有不少專利作過報道。
　　電氣產(chǎn)品的殼體，通常有不少是用聚丙烯注塑的，難以達到目前要求越來越嚴格的耐燃等級標準。在采用溴阻燃劑與氧化銻的前提下，借助于鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用，摻加硫酸鋇、硅酸鋯或硫酸鈣等，就可以把原來只能達到ＵＬ-94Ｖ-2等級的聚丙烯材料提高到Ｖ-Ｏ級（表5.6,5.7）。當鈦酸酯用量以填料計為1～3％時，成型品具有足夠的撓曲性。

各填料阻燃效果依次如下：
硫酸鈣＞硅酸鋯＞硅酸鋇＞硅酸鋁≈二氧化硅≈滑石粉≈云母＞碳酸鈣

鈦酸酯的效果依次為：
４６Ｂ≥３８Ｓ＞１２＞ＴＴＳ

表5.6 鈦酸酯偶聯(lián)劑的添加量與無機填料的阻燃效果

填 料	TTS用量（%）	柔 曲 性	UD-94
			0.125英寸	0.0625 英寸
硫酸鋇	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 稍許撕裂 柔曲 柔曲	V-2 V-2 V-0 V-2	V-2 V-2 V-2 V-2
硅酸鋯	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 撕裂 很輕微撕裂 很輕微撕裂	V-2 V-0 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0
硅酸鈣	0 0.5 1.0 3.0	柔曲 柔曲 柔曲 十分柔曲	燃燒 V-0 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0

注:試驗配合 聚丙烯58% ；
十溴二苯醚22% ；
三氧化二銻6% ；填料14%

表5.7 鈦酸酯偶聯(lián)劑的品種與無機填料的阻燃效果

填 料	鈦酸酯	柔曲性	UL-94
			0.125英寸	0.0625英寸
硫酸鋇	TTS 12 38S 46B	柔 曲 柔 曲 十分柔曲 十分柔曲	V-2 V-1 V-0 V-0	V-2 V-2 V-0 V-0
硅酸鋯	TTS 12 38S 46B	很輕微撕裂 柔 曲 柔 曲 很柔曲	V-0 V-0 V-0 V-0	V-0 V-2 V-0 V-0
硅酸鈣	TTS 12 38S 46B	很柔曲 柔 曲 很柔曲 很柔曲	V-0 V-0 V-0 V-0	V-0 V-0 V-0 V-0