В настоящее время внедряется необычный гибридный класс адгезивных веществ для того, чтобы необходимость масштабной предварительной обработки стала делом прошлого.

Улучшение адгезии за счет химии

Одним из способов образования связей с пластмассовыми подложками с очень низкой энергией поверхности является осуществление реакций с участием или выделением свободных радикалов, которые извлекают водород из поверхности.

Это создает радикалы с углеродными центрами, которые способны инициировать полимеризацию или же прекращать рост уже растущей цепи. Акриловые адгезивы могут стать средством такого воздействия при катализе с триалкилборанами, что способствует полимеризации и образованию углеродно- и кислородно-центрированных радикалов, а также алкокси радикалов, которые способны извлекать водород.

Рисунок 1: Борановое оксиление. При неконтролируемом процессе это может привести к пирофорному поведению, но в сочетании с аминовыми стабилизирующими веществами реактивность боранов можно обуздать, инициируя радикальную полимеризацию акрилов и функционализацию пластмасс с низкой энергией поверхности.

Сами по себе акрилы ограничены в том, что касается прочности при высоких температурах. При включении в рецептуру акрилоэпоксидных гибридных адгезивных веществ для повышения адгезивных эксплуатационных характеристик при высоких температурах, это происходит за счет повышения хрупкости, даже в тех случаях, когда рецептура модифицирована для придания жесткости.

Силиконовые полимеры обладают высокой эластичностью, и прекрасной теплостойкостью, но это, как правило, получается  при больших денежных затратах, и, зачастую, при наличии такого недостатка, как низкий предел прочности при раздирании.² Поэтому включение полисилоксановых полимеров с радикально отверждаемыми акрилами интуитивно кажется хорошим способом создания более универсального связывающего вещества. Такой продукт может пользоваться преимуществами эластичности и температурной стабильности полидиметилсилоксановых (PDMS) гомополимеров, механической прочности и связности акриловой матрицы, а также агрессивного механизма радикального связывания.

Поэтому имеющиеся на рынке амино-функциональные силиконы могут быть полезны в выполнении данной задачи в силиконоакрилатной гибридной системе, катализируя акриловую полимеризацию и способствуя адгезии. Вероятность включения аминосилана в  матрицу PDMS еще прочнее укореняет боран в полимере, снижая вероятность выщелачивания. Амины, которые образуют внутримолекулярные водородные связи, могут увеличить плотность электронов и повысить тепловую стабильность связи борона и азота,³ что еще больше укрепит присоединение борана к полимеру.

Катализаторы и фазовые сшиватели

Не вызывает удивления тот факт, что бораны, как химические вещества, которые способны вызывать реакцию PTFE, являются высоко реактивными до степени пирофорности, причина этого в наличии незаполненной оболочки 1p электронов. Способность самовоспламеняться просто возникает из-за окисления, катализатором которого они являются, и котрое может быть блокировано обратным донорно-акцепторным связыванием от электронной пары амина.

Поэтому имеющиеся на рынке амино-функциональные силиконы могут быть полезны при выполнении данной задачи в силиконоакрилатной гибридной системе, катализируя акриловую полимеризацию и способствуя адгезии. Вероятность включения аминосилана в  матрицу PDMS еще прочнее укореняет боран в полимере, снижая вероятность выщелачивания. Амины, которые образуют внутримолекулярные водородные связи могут увеличить плотность электронов и повысить тепловую стабильность связи борона и азота,³ что еще больше укрепит присоединение борана к полимеру.

Такая теплостойкость отсутствовала у некоторых предшествующих боран-аминовых комплексных акриловых катализаторов, а это означало, что они начинали диссоциацию и полимеризацию при приближении к комнатной температуре. Тщательная химическая разработка катализаторов позволила снять это ограничение, что сделало их более полезными при использовании в связывающих веществах.

Рисунок 2: Прочность адгезии силиконоакрилатных гибридов к PET при различных соотношениях (акрилоксипропил)триметоксилана

Силиконоакрилатные гибриды известны уже с семидесятых годов прошлого века,⁴ но обычно они образуют скорее ядерно-оболочечную системы, нежели единую непрерывную фазу. Тем не менее, различные группы показали, что одним из способов одновременной полимеризации акрила и силикона без разделения фаз является использование (акрилоксипропил)триметоксисилана в качестве фазового сшивателя.

Обычно имеется оптимальный диапазон концентрации для каждого основного полимера в рецептуре герметика. Он обычно зависит от химической совместимости основного полимера, а также присущих ему свойств вязкости и плавления. С точки зрения эксплуатационных свойств не существует оптимального соотношения наполнителя, пластификатора и прочих добавок для того, чтобы обеспечить наилучшие возможные эксплуатационные характеристики для любой системы.