Алюминатные связующие представляют собой класс металлоорганических соединений с алюминием в качестве центрального атома. Конструкция их молекулярной структуры определяет их способность создавать эффективные интерфейсы между неорганическими наполнителями и органическими матрицами. Основной скелет этих соединений состоит из атомов алюминия, связанных с двумя типами функциональных групп посредством мостиковых кислородных связей, образующих амфифильные молекулы как с неорганическим, так и с органическим сродством, тем самым играя межфазную мостиковую роль в системах композиционных материалов.
В типичной структуре центральный атом алюминия связан с различными органическими сегментами через два или три мостиковых атома кислорода. Одна сторона часто присоединена к высокополярной короткой-цепи или кислород-содержащей функциональной группе, такой как карбоксильная группа, сложноэфирная группа, гидроксильная группа или сложноэфирная группа фосфорной кислоты. Эти группы могут взаимодействовать с активными центрами, такими как гидроксильные группы и ионы металлов на поверхности неорганических наполнителей, через координационные связи, ионные связи или водородные связи, достигая сильной адсорбции. На другой стороне расположены длинноцепочечные алкильные или модифицированные полиолефиновые сегменты, обладающие низкой полярностью или неполярностью. Эти сегменты могут внедряться между цепями органических полимеров, обеспечивая совместимость с матрицей за счет сил Ван-дер-Ваальса или перепутывания, тем самым снижая межфазную энергию и улучшая диспергируемость.
Наличие мостиковых кислородных связей наделяет молекулу определенной жесткостью и способностью к пространственной ориентации, позволяя ей упорядоченно располагаться на границе раздела, максимизируя площадь контакта и уменьшая дефекты. В некоторые структуры также вводятся ароматические кольца или многофункциональные группы для повышения термической стабильности и химической реакционной способности с конкретными матрицами. В целом молекулярная конфигурация алюминатных связующих агентов напоминает «гантель», оба конца которой прикреплены к неорганической и органической фазам соответственно и гибко соединены посередине алюминиево--кислородным мостиком. Это обеспечивает как прочность межфазного соединения, так и способность выдерживать передачу напряжений и деформацию.
Эта гениальная конструкция конструкции обеспечивает широкую применимость в пластмассах, резине, покрытиях и других областях, а также закладывает основу для регулирования производительности посредством молекулярной модификации, что делает алюминатные связующие агенты важным инструментом в разработке интерфейсов.
