硅烷偶联剂是一种同时含有有机和无机两种官能团的化合物，其特殊的结构使得该化合物一端能与玻璃纤维表面的基团反应生成共价键，另一端又能与树脂反应，从而将两种不相容的材料偶联起来，形成增强体—硅烷偶联剂—基体的结合层，提高复合材料的力学性能。除此之外，硅烷偶联剂具有用量少，改性效果好，节能环保，性价比高的优点。本实验所用的A-1387氨基类硅烷偶联剂，既能与玻璃纤维表面的基团及环氧树脂反应，又能为纤维提供良好的保护作用，分子式如图4-5所示，物理性能见表4-1。

图4-5　A-1387硅烷偶联剂化学结构

表4-1　 A-1387硅烷偶联剂性能

硅烷偶联剂的结构通式通常表示为Y—R—Si—X3，Y可与有机树脂反应，进一步提高树脂基的性能；R位于官能团与硅原子之间，代表联结基团，联结基团中的化学键在大多数情况下都很稳定；与硅原子连接的无机末端基团是可水解基团X，该基团的水解产物可与玻璃纤维表面基团反应，同时，X基团可影响硅烷的水解速率，研究表明，在相同水解条件下，乙氧基的水解速率要弱于甲氧基。因A-1387硅烷偶联剂分子式比较复杂，该偶联剂以通用化学结构Y—R—Si（OCH3）3或NH 2—R—Si—X3表示。

本实验应用偶联剂后处理法，即先去除玻璃纤维表面的浸润剂，再将织物浸渍于偶联剂水溶液中。偶联剂改性织物的过程主要分为五大步。

（1）三维正交机织物经250℃热处理60min后置于干燥处备用。(www.daowen.com)

（2）配置一定质量分数（0.4%、0.8%、1.2%、2.5%、3.8%）的硅烷偶联剂水溶液，主要步骤如下：在烧杯中依次加入一定体积蒸馏水、乙酸、一定质量硅烷偶联剂、氨水搅拌备用。

（3）将配制的偶联剂水溶液置于转速为1800r/min的磁力搅拌器中，在常温下搅拌30min，使得偶联剂充分水解。

（4）将表面热处理织物置于水解完毕的偶联剂水溶液中浸泡30min后取出。

（5）将浸泡后的织物置于电热鼓风干燥箱中85℃下热处理70min，即可得到改性后的织物。

在硅烷偶联剂水溶液的配置过程中，溶液的初始pH调节为弱酸性，原因是A-1387硅烷偶联剂呈油状，加酸可助其溶解；溶液的最终pH调节为碱性，一方面是为了加快偶联剂的水解速率，使得水溶液更稳定；另一方面是当偶联剂水溶液呈碱性时玻璃纤维表面硅烷吸附分子数增加，增强偶联效果。偶联剂水溶液的温度、溶液放置时间及偶联剂用量均会影响织物表面改性效果，因此，将一定质量分数偶联剂水溶液在常温下水解30min后，应尽快用于浸渍玻璃纤维织物。