Titanato jungiamosios medžiagos yra funkcinių priedų klasė, kurios šerdis yra keturvalenčiai titano atomai, per esterių grupes sujungiantys neorganinius užpildus ir organinius polimerus. Pagrindinė jų vertė yra dviejų labai skirtingų savybių turinčių medžiagų sąsajos nesuderinamumo problemos sprendimas. Jų veikimo mechanizmas yra pagrįstas tiksliu molekulinių struktūrų projektavimu ir sąveikos sąveikos reakcijų reguliavimu ir gali būti analizuojamas iš trijų lygių: cheminio ryšio, fizinio drėkinimo ir sterinio stabilumo.
Struktūriškai titanatinės jungiamosios medžiagos susideda iš centrinio titano atomo, esterio grupės segmentų ir galinių funkcinių grupių. Centrinis titano atomas (Ti⁴⁺) pasižymi stipriu koordinaciniu gebėjimu, leidžiančiu jam koordinuotis su polinėmis grupėmis, tokiomis kaip hidroksilo (-OH) ir karboksilo (-COOH) grupės neorganinio užpildo paviršiuje, arba sudaryti kovalentines jungtis, taip „prisirišant“ prie užpildo paviršiaus. Esterio grandinės segmentai (pvz., monoalkoksi, pirofosfato ar chelato žiedai) veikia kaip lankstūs tilteliai, izoliuojantys titano centrą nuo išorinės drėgmės, kad sumažintų hidrolizės riziką, taip pat koreguojant sąsajos storį dėl sterinių kliūčių. Galinės funkcinės grupės (ilgos -grandinės alkilo, aromatinės arba reaktyvios grupės) yra atsakingos už suderinamumą su organinės polimerinės matricos -ne-polinėmis grupėmis, susipynusios su hidrofobine derva per van der Waals jėgas, o polinės arba reaktyvios grupės integruojasi į organinį tinklą per vandenilinius ryšius, galutinį cheminį ryšį}, π{{8}. ištisinis „neorganinio užpildo{9}}sujungimo agento-organinės matricos sluoksnis“.
Procesą galima suskirstyti į tris etapus: Pirma, fizinė adsorbcija, kai jungiamojo agento molekulės spontaniškai adsorbuojasi dėl sąveikos tarp jų poliškumo ir užpildo paviršiaus hidroksilo grupių; antra, cheminis ryšys, kai titano centre vyksta dehidratacijos kondensacijos arba koordinavimo reakcijos su hidroksilo grupėmis užpildo paviršiuje, sudarydamos stabilias Ti-O-M (M yra užpildo metalo arba silicio atomas) jungtis; ir galiausiai organinis suderinamumas, kai galinės funkcinės grupės ir polimero molekulinės grandinės pasiekia molekulinio -lygio susimaišymą difuzijos, susipynimo ar cheminių reakcijų metu. Šis procesas ne tik sumažina sąsajos įtampą tarp užpildo ir matricos, mažindamas fazių atsiskyrimo tendenciją, bet ir pagerina kompozitinės medžiagos mechanines savybes ir atsparumą oro sąlygoms optimizuojant įtempių perdavimo kelią.
Struktūrinių tipų skirtumai prisideda prie jų mechanizmų įvairovės: monoalkoksi tipai priklauso nuo greitos alkoksigrupių hidrolizės{0}}kondensacijos reakcijos, tinkamos žemoje-temperatūroje, trumpiems{2}}procesams; chelatų tipai užsandarina aktyvias titano centro vietas cikliniais ligandais (pvz., acetilacetonu), žymiai pagerindami atsparumą vandeniui ir terminį stabilumą; reaktyvių funkcinių grupių tipai tiesiogiai dalyvauja polimero kietėjimo reakcijoje, sudarydami negrįžtamus kovalentinius ryšius ir padidindami sąsajos patvarumą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad titano jungiamųjų medžiagų veikimo principas iš esmės yra „cheminio surišimo ir įtvirtinimo - fizinio drėkinimo ir suderinamumo - erdvinio stabilumo ir barjero“ sinerginis poveikis. Dėl tikslaus molekulinio-lygmens dizaino jis pralaužia būdingą neorganinės-organinės sąsajos barjerą ir suteikia pagrindinę paramą kompozitinių medžiagų našumui atnaujinti.
