硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機硅化合物,其通式為RSiX3,式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基及甲基丙乙烯酰氧基等基團(tuán),這些基團(tuán)和不同的基體樹脂均具有較強的反應(yīng)能力,X代表能夠水解的基團(tuán),如鹵素、烷氧基、酰氧基等。因此,硅烷偶聯(lián)劑既能與無機物中的羥基又能與有機聚合物中的長分子鏈相互作用,使兩種不同性質(zhì)的材料偶聯(lián)起來,從而改善生物材料的各種性能。因此，廣泛應(yīng)用在在橡膠、塑料、填充復(fù)合材料、環(huán)氧封裝材料、彈性體、涂料、粘合劑和密封劑等方面。

硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為Y－Ｒ－Si－X3，Y代表有機官能基，Ｒ代表亞烷基，X代表能夠水解的基團(tuán)。Y主要與有機聚合物反應(yīng)，而可水解基團(tuán)X主要控制水解速率。在相同的水解條件下，大基團(tuán)的可水解基水解速率慢;在酸性環(huán)境下，帶有較長亞烷基的水解較慢，例如:可水解的烷氧基通常是乙氧基或是甲氧基，在相同的水解條件下，三甲氧基硅烷的水解速率要比三乙氧基硅烷的快。而a－甲基丙烯酰氧基－甲基－三乙氧基硅烷在酸性溶液中其水解速率是y;－甲基丙烯酰氧基－丙基－三乙氧基硅烷的20倍。

硅烷偶聯(lián)劑在兩種不同性質(zhì)材料之間的界面作用機理已有多種解釋,如化學(xué)鍵理論、可逆平衡理論和物理吸附理論等。但是,界面現(xiàn)象非常復(fù)雜,單一的理論往往難以充分說明。通常情況下,化學(xué)鍵合理論能夠較好地解釋硅烷偶聯(lián)劑同無機材料之間地作用。根據(jù)這一理論,硅烷偶聯(lián)劑在不同材料界面的偶聯(lián)過程是一個復(fù)雜的液固表面物理化學(xué)過程。首先,硅烷偶聯(lián)劑的粘度及表面張力低,潤濕能力較高,對玻璃、陶瓷及金屬表面的接觸角小,可在其表面迅速鋪展開,使無機材料表面被硅烷偶聯(lián)劑潤濕;其次,一旦硅烷偶聯(lián)劑在其表面鋪展開,材料表面被浸潤,硅烷偶聯(lián)劑分子上的兩種基團(tuán)便分別向極性相近的表面擴散,由于大氣中的材料表面總吸附著薄薄的水層,一端的烷氧基便水解成硅羥基,取向于無機材料表面,同時與材料表面的羥基發(fā)生水解縮聚反應(yīng);有機基團(tuán)則取向于有機材料表面,在交聯(lián)固化中,二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而完成了異種材料間的偶聯(lián)過程。