Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Гресь Ирина Михайловна

Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки
<
Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гресь Ирина Михайловна. Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.06 / Гресь Ирина Михайловна; [Место защиты: Волгогр. гос. техн. ун-т].- Волгоград, 2009.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2314

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 8

1.1 Развитие исследований в области получения композиционных материалов с использованием (мет)акриловых мономеров 9

1.1.1 Композиты, получаемые методом привитой сополимеризации 9

1.1.2 Взаимопроникающие полимерные сетки 16

1.1.3 Поверхностная модификация материалов 19

1.1.4 Материалы со структурой молекулярных композитов 22

1.2. Использование (мет)акриловых олигомеров в качестве временных пластификаторов» для полимерных композиций 24

1.3 Современные представления о структуре полимерных композитов и взаимосвязь со свойствами материалов 28

1.4 Особенности применения полиуретановых и фторкаучуков в растворных системах 31

1.4.1 Составы, содержащие удаляемый растворитель 31

1.4.2 Композиции, полученные путем совмещения полиуретановых и фторкаучуков с активными растворителями 34

1.5 Постановка задачи, актуальность и цель работы 37

Глава 2. Объекты и методы исследований 40

2.1 Объекты исследований 40

2.2 Методы исследований 46

Глава 3. Исследование свойств растворов каучуков в (мет)акриловых мономерах 50

3.1 Термодинамический анализ совместимости систем каучук -метакрилат 50

3.2 Изучение фазовой стабильности мономер-полимерных растворов и тройных систем 57

3.3 Исследование реологических свойств каучук-акрилатных композиций в зависимости от концентрации раствора и содержания диметакрилатной добавки 66

Глава 4. Полимеризация (мет)акриловых мономеров, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки 79

4.1 Полимеризация каучук-акрилатных растворов под действием окислительно-восстановительных систем 80

4.1.1 Термометрические исследования реакции полимеризации каучук- акрилатных систем в зависимости от состава композиции 81

4.1.2 Исследование влияния температуры на скорость редоксинициированной полимеризации каучук-акрилатных систем 86

4.2 Фотоинициированная полимеризация полиуретан- и фторкаучук акрилатных систем- 89

4.2.1 Изучение кинетики фотоотверждения МПС в зависимости от состава исходной системы 89

4.2.2 ИК-спектроскопические исследования фотополимеризации фторкаучукакрилатных систем- 94

4.2.3 Влияние источника излучения на процесс фотополимеризации. Оценка возможности получения материалов под действием видимого света 100

Глава 5. Структура и свойства каучук-полиакрилатных композиционных материалов 105

5.1 Особенности формирования структуры материалов при радикальной полимеризации каучук-акрилатных растворов 105

5.1.1 Исследование фазовой структуры композитов методом сканирующей зондовой микроскопии 105

5.1.2 Изучение влияния природы диметакрилатного сомономера на степень структурированности каучук-акрилатных композитов 110

5.2 Оценка физико-механических показателей и триботехнических характеристик 116

5.3 Изучение тепло- и термостойкости композитов 124

Глава 6. Направления предполагаемого использования разрабатываемых каучук-акрилатных композиций 133

6.1 Формирование покрытий на основе каучук-акрилатных систем 137

6.1.1 Разработка фотоотверждаемых покрытий пониженной горючести 140

6.2 Разработка полимеризующихся адгезивов на основе каучук-акрилатных систем 141

6.3 Использование полиуретан- и фторкаучук-акрилатных систем в качестве заливочных компаундов 144

Выводы 152

Список использованной литературы 154

Приложения 172

Введение к работе

Доминирующим направлением в современном полимерном материаловедении является создание композиционных материалов на базе вновь синтезированных, а также путем модификации уже освоенных промышленностью крупнотоннажных полимеров. Ежегодно в мире создается около 50 тыс. новых полимеров, однако лишь немногие из них (не более 50) достигают стадии промышленного производства [1].

Синтез является стратегическим направлением полимерной химии и первым этапом получения полимера. Вместе с тем, модификация представляет собой последующую, часто необходимую стадию превращения его в материал конкретного назначения. Она заключается в направленном изменении химического строения и структуры полимера с целью оптимизации его технологических, эксплуатационных и экономических показателей, и развивается как ведущая и долговременная тенденция в технологии пластмасс и эластомеров [2].

Разработка новых полимеризующихся связующих - одно из важных направлений. Материалы на их основе кроме высоких механических показателей, должны обладать тепло - и термостойкостью, хорошими триботехническими свойствами, химическим сопротивлением и т.д., а исходные составы, безусловно, технологичностью, поскольку существует симбатность между свойствами связующего и композиционного материала [3].

Поставленная А.А. Берлиным в середине XX века задача прямого химического формования полимерных изделий путем радикальной полимеризации би - и полифункциональных (мет)акриловых мономеров и олигомеров стимулировала бурный рост фундаментальных и прикладных исследований, проведенных и осуществляемых в ИПХФ РАН (г.Черноголовка), ИХФ РАН (г. Москва) и в других научных центрах.

Впоследствии была показана целесообразность и эффективность модификации густосетчатых поли(мет)акрилатных матриц посредством совмещения с линейными полимерами различной природы (коллективы ИНЭОС им. А.Н.Несмеянова РАН, НПО «Пластполимер», г. Ленинград). Важной вехой в части разработки композитов на основе (мет)акрилатов в комбинации с высокомолекулярными соединениями стало создание материалов со структурой взаимопроникающих полимерных сеток (ведущая научная школа под руководством академика Ю.С.Липатова), а также привитых сополимеров (У.Берлент, Г.Баттерд, Р.Цереза, С.С. Иванчев, В.П.Будтов и многие другие).

Вышеизложенное нашло отражение во множестве публикаций (монографии, статьи, большой массив патентов и др.), основные из которых выявлены в процессе информационного поиска, рассмотрены с учетом темы в главе 1 и цитируются в библиографическом списке данной диссертационной работы.

Актуальность развития этих исследований в настоящее время диктуется тем, что технология химического формования из полимеризационноспособных связующих (выгодно отличающаяся тем, что синтез совмещен со стадией получения материала) востребована в производстве изделий, требующих специальной и обоснованной «настройки» структуры полимера на выполнение определенных функций, например: минимальная ионно-диффузионная проницаемость для агрессивных сред, адгезионная активность, абляционная стойкость, оптическая прозрачность, тепло- и огнестойкость и др. Это обусловливает необходимость расширения ассортимента ПС за счет использования полимеров с таким физико-химическим строением, которое может потенциально способствовать созданию новых материалов с вышеупомянутыми функциями.

К таким полимерам, очевидно, можно отнести сополимеры винилиденфторида с трифторхлорэтиленом, гексафторпропиленом и перфторметилвиниловым эфиром (фторкаучуки марок СКФ-32, СКФ-26 и СКФ-260 соответственно). Применение их в рецептурах ПС детерминирует получение композиционных материалов с высокой тепло-, топливо-, огне- и кислотостойкостыо. В свою очередь, значительный научно-практический интерес представляет использование уретановых эластомеров (в варианте вальцуемых каучуков) для создания износо-, масло- и бензостойких, а также ударопрочных композитов.

Изделия из уретановых и фторкаучуков, изготовленные по традиционной энергоемкой технологической схеме: смешение ингредиентов — вулканизация, зачастую незаменимы в ответственных позициях техники. Лаки, эмали и подобные пленкообразующие системы (содержащие большое количество удаляемого растворителя) также заняли определенную нишу в соответствующих областях применения.

Но, если в качестве растворяющего агента для СКФ и ПУ использовать активный растворитель (мономер) и далее провести прямое химическое формование, то такой подход, по мнению авторов, в аспекте решения задач по технологии, модификации структуры и обеспечения требуемых свойств, можно рассматривать во взаимосвязи с проведенными ранее НИР.

Установленная нами возможность растворения полиуретановых и фторкаучуков в (мет)акрилатных мономерах, способность растворов совмещаться с акриловыми олигомерами (глава 3), реализуемость инвариантных методов инициирования процесса радикальной полимеризации новых ПС (глава 4) с целью создания материалов с различной структурной организацией и свойствами (главы 4 и 5) обусловливают основную идею и существо представляемой на защиту работы.

Применительно к использованным объектам практически отсутствуют сведения, касающиеся комплекса вопросов по свойствам таких полимер-мономерных систем, кинетических закономерностей их полимеризации, особенностей формирования структуры и ее взаимосвязь со свойствами материалов, что определяет научную новизну и требует исследовательской верификации основных элементов работы, цель которой состоит в исследовании процесса радикальной полимеризации метакрилатов, содержащих растворенные полиуретановые каучуки и фторэластомеры, для создания светопрозрачных, тепло- и износостойких композиционных материалов с повышенной адгезией к различным субстратам. 

Использование (мет)акриловых олигомеров в качестве временных пластификаторов» для полимерных композиций

(Мет)акриловые олигомеры, в частности олигоэфиракрилаты, получили широкое применение в полимерных композициях в качестве технологических добавок или, так называемых, «временных пластификаторов». Сущность принципа «временной пластификации» заключается в том, что введенный в полимер олигомер первоначально выполняет роль пластификатора, а затем, в результате полимеризации переходит в трехмерносшитое состояние. Принцип временной пластификации открыл широкие возможности для модифицирования эксплуатационных и технологических свойств полимеров и создания серии новых композиционных полимерных материалов. Как было показано выше, добавки акриловых полимеров широко применяются для модификации свойств материалов на основе поливинилхлорида [11, 37, 38]. Еще одной активно развиваемой областью исследований является создание полимер-олигомерных композиций на основе систем ПВХ-акриловый олигомер с последующим отверждением с образованием композиционного материала [84, 85]. Данные системы достаточно хорошо изучены. Показано, что свойства получаемого композита зависят от многих факторов: природы вводимого олигомера, его совместимости с используемым полимером, метода смешения, предыстории раствора, метода отверждения и пр. Добавка олигоэфиракрилата в ПВХ оказывает армирующее влияние на его свойства. При этом, наблюдается обратная зависимость между совместимостью акрилового олигомера с полимерной матрицей и усиливающим эффектом.

Данный факт объясняют тем, что менее совместимые олигомеры при образовании композиции распределяются главным образом в межглобулярной области ПВХ и после полимеризации здесь образуется трехмерная непрерывная структура типа ВПС, обуславливающая упрочнение материала [86]. Получение полимер-олигомерного материала возможно по двум технологическим схемам [85]. Первая схема предусматривает предварительное совмещение полимера с олигомером при температуре, близкой к температуре гомогенизации смеси с последующим введением инициатора отверждения, но уже при температуре, ниже температуры начала его разложения. Вторая схема предусматривает одностадийное смешение компонентов системы в присутствии инициатора. В этом случае температура выбирается так, чтобы не происходила полимеризация олигомера. Обе схемы могут быть реализованы при условии сохранения необходимых технологических свойств материала, т.е. тогда, когда обеспечиваются приемлемые с точки зрения условий переработки вязкость и когезионная прочность смеси. Регулирование этих свойств, кроме изменения температурно-временных режимов смешения и подбора соответсвующих инициаторов, возможно также путем введения в систему специальных полимерных и олигомерных добавок. Так для системы ПВХ-ТГМ-3 наиболее эффективны добавки сополимеров винилхлорида, каучуков, обладающих хорошей совместимостью с компонентами системы (например, бутадиен нитрильного) и небольшие добавки других олигомеров (например, МГФ-9). Другим активно разрабатываемым направлением использования ОЭА является химическая модификация резин [87], При введении в невулканизованные смеси соединений с двумя и более концевыми двойными связями определенного строения совместно с инициаторами радикальной полимеризации при нагревании происходит образование трехмерных привитых структур. Одновременно образуются гомополимеры различного строения. Используемые для модификации акриловые соединения устойчивы при длительном хранении и переработке смесей на стандартном оборудовании, полимеризацию проводят при обычной температуре вулканизации 140-150 С под действием пероксидов, соединений хлора, полисульфидов. При этом скорость гомо- и привитой полимеризации сравнима со скоростью сшивания эластомеров под действием тех же радикальных инициаторов. Кроме того, инициирование гомополимеризации олигоэфиракрилатов и сшивание эластомеров может осуществляться также излучениями высоких энергий.

Резины, образующиеся при модификации, могут рассматриваться как ненаполненные интерполимеры различного строения. Присоединение полимеризующегося олигоэфиракрилата к эластомеру происходит по механизму реакции передачи цепи, либо в результате отрыва а-атома водорода от метиленовой или метильной группы макромолекулы эластомера радикалами инициатора с последующей рекомбинацией и образованием углерод-углеродной связи. Полимеризация ОЭА в эластомерной матрице идет с большей скоростью и глубиной превращения, чем при отверждении в блоке. Возрастание глубины превращения с 30-40 % при блочной полимеризации до 70-100 % при проведении процесса в присутствии эластомерной матрицы, а также уменьшение индукционного периода, объясняется увеличением подвижности реагирующих групп в менее вязкой среде эластомера. При протекании трехмерной привитой сополимеризации олигоэфиракрилатов в каучуке образуются участки жесткой пространственно сетчатой структуры, химически связанные с несколькими макромолекулами эластомера. Такие элементы, получившие название микрогетерогенного полифункционального узла, обладают свойствами активного наполнителя. Увеличение содержания сшитых жесткоцепных полимеров ОЭА в вулканизатах приводит к увеличению прочности. Однако, необходимо отметить, что абсолютный эффект повышения прочностных свойств резин зависит от степени

Изучение фазовой стабильности мономер-полимерных растворов и тройных систем

Известно, что полимерные системы характеризуются ограниченной совместимостью, что обуславливает необходимость описания особенностей взаимодействия пар полимер-полимер и полимер-растворитель путем построения фазовых диаграмм [99, 126, 132-136]. Последние показывают температурно-концентрационныи интервал существования однофазного раствора, пригодного для последующего получения композитов путем радикальной полимеризации мономера(ов) в присутствии растворенных каучуков. Трудность аналитического описания взаимодействия высокомолекулярного компонента с растворителем (или смесью растворителей), обусловленная большим количеством факторов, определяющих форму кривой на фазовой диаграмме (природа полимера и растворителя, молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение компонентов, зависимость параметров совместимости от температуры и концентрации раствора и пр.) приводит к тому, что на сегодняшний день наиболее распространенным методом описания взаимодействия в системе полимер-растворитель остается топологический [133].

Вследствие того, что в литературе практически отсутствуют данные о фазовой стабильности композиций, в которых в качестве растворителя для каучуков выступал бы акриловый мономер, нами были изучены некоторые аспекты этой проблемы применительно к растворам полиуретановых (СКУ8А и СКУ8ТБ) и фторкаучука (СКФ-32) в метилметакрилате. Следует отметить, что используемые нами уретановые каучуки характеризуются полидисперсностью. По данным Института органической химии Уфимского научного центра РАН1 отношение среднемассовой к среднечисленной ММ для СКУ-8А равно 2,07, а для СКУ-8ТБ 2,25. Для растворов таких полимеров кривую, ограничивающую область несовместимости, обозначают как кривую точек помутнения (cloude-point curve), которая в отличие от бинодали характеризует лишь зависимость температуры помутнения системы от суммарной концентрации исходного раствора полимера [99, 126]. Каучук-акрилатные системы представляют собой растворы различной вязкости.

Нами выявлено, что в интервале температур от комнатной до температуры кипения мономера они не обнаруживают тенденции к разделению фаз во всем интервале концентраций. Это дает основание предположить, что рассматриваемые композиции принадлежат к системам с верхней критической температурой растворения, причем область несовместимости составов смещена в сторону отрицательных температур. Температуры помутнения растворов были определены при медленном охлаждении образцов до температур порядка минус 100 С. Установлено, что растворы СКУ8А в метилметакрилате при комнатной температуре гомогенны и прозрачны. Однако, даже при небольшом понижении температуры (до плюс 10-15 С) раствор мутнеет, не обнаруживая при этом тенденции к разделению фаз. Процесс обратим - при нагревании система снова становится прозрачной, полностью восстанавливая свои первоначальные оптические свойства. Напротив, температуры помутнения растворов СКУ8ТБ и СКФ-32 в метилметакрилате лежат в отрицательной области. Обнаруженный характер фазовой неоднородности растворов проиллюстрирован на рисунке 3.2.1. Из представленных фотографий можно видеть, при каких условиях и как меняется фазовая стабильность в исходно прозрачных системах с понижением температуры. При температурах порядка минус 50С и минус 35 С для систем СКУ8ТБ-ММА и СКФ-32-ММА соответственно наблюдали и фиксировали характерное фазовое состояние (рисунок 3.2.1). Расслоения системы на две отдельно существующие фазы в явном виде не происходит, что, вероятно, связано с высокой вязкостью каучук-акрилатного раствора при столь низких температурах. При повышении температуры в естественных условиях составы вновь становятся гомогенными и прозрачными.

Исследование влияния температуры на скорость редоксинициированной полимеризации каучук-акрилатных систем

Повышение начальной температуры должно способствовать, с одной стороны, росту скорости реакции полимеризации метилметакрилата, с другой стороны -экспоненциальному снижению вязкости композиции при определенных степенях превращениях мономера. Так как полимеризация МПС протекает в диффузионной области и значительным образом зависит от реологических характеристик композиции, представляло интерес изучить влияние увеличения температуры на изменение особенностей процесса во взаимосвязи: исходная вязкость — тепловой эффект - время гелеобразования. Значения времени гелеобразования, температуры разогрева реакционной массы, а также динамической вязкости композиций от состава и температурных условий полимеризации для системы СКУ8А-ММА приведены в таблице 4.1.2. Анализ полученных результатов показывает, что с увеличением начальной температуры полимеризующихся систем время гелеобразования снижается. Значения максимальной температуры реакционной массе напрямую не зависит от содержания каучука в мономер-полимерной системе, что, вероятно, связано с различиями в степени конверсии ММА в каждой конкретной системе. По полученным значениям времени гелеобразования тЁ для метилметакрилата и растворов с содержанием растворенного полимера 15 и 30 % в соответствии с методикой [127] были вычислены значения энергии активации гелеобразования. Результаты приведены на рисунке 4.1.4.: Рисунок 4.1.4.-

Влияние содержания каучука в мономер-полимерном растворе на энергию активации радикальной полимеризации в массе. Из численных показателей гистограммы видно, что энергия активации гелеобразования растет с увеличением содержания растворенного полимера, что также подтверждает протекание реакции полимеризации в диффузионной области [144]. Таким образом, проведенные исследования показали, что радикальная полимеризация каучук-акрилатных композиций в массе обладает рядом особенностей, в частности, наблюдается снижение индукционного периода, а гель-эффект проявляется раньше по сравнению с чистым мономером. Анализ полученных нами экспериментальных результатов и их трактовка в сопоставлении с данными научно-технических источников информации позволяет заключить, что выявленные особенности обусловлены повышенной вязкостью исходных растворов и смещением отдельных стадий реакции полимеризации в диффузионную область. Предположено, что содержание каучука и, соответственно, вязкость системы определяют соотношение скоростей полимеризации и микрофазового разделения компонентов при формировании материала. Следовательно, состав исходной композиции будет влиять на морфологические особенности образующегося композита. Фотоинициированная полимеризация полиуретан- и фторкаучук-акрилатных систем Время получения композиционного материала под действием ОВС в зависимости от содержания растворенного каучука и температуры составляет от 67 до 225 минут. В ряде случаев (например, при формировании покрытий) такая длительность процесса неприемлема. Фотохимический метод инициирования радикальной полимеризации каучук-акрилатных композиций представляет особенный интерес в части формирования из них покрытий и пленочных материалов достаточно большой толщины, поскольку позволяет значительно интенсифицировать процесс и сократить его от нескольких часов до нескольких минут, а также снизить его энергоемкость [147]. С этой целью на следующем этапе работы была проведена оценка возможности использования фотохимического метода инициирования. Следует отметить, что анализ известного на настоящее время ассортимента фотополимеризующихся композиций показывает, что они, главным образом, базируются на акриловых олигомерах [148]. В приложении к исследуемым МПС особенности фотоиндуцированной полимеризации практически не изучены и это определило существо исследований.

При анализе литературных данных по фотоактивности с учетом применяемых источников излучения [149, 150], а также в рамках предварительных исследований методом УФ-спектроскопии [151, 152] было обнаружено, что одним из наиболее эффективных фотоинициаторов для каучук-акрилатных систем является диметилбензилкеталь. Для определения оптимальной концентрации инициатора для исследуемых составов, а также с целью изучения влияния типа и количества каучука на молекулярные характеристики получаемых фотокомпозитов в Институте органической химии Уфимского научного центра РАН были проведены исследования методом гель-проникающей хроматографии (таблица 4.2.1). Как видно из представленных экспериментальных данных увеличение содержания ДМБК в композиции с 0.5 до 2 масс. ч. обеспечивает более полное протекание реакции фотополимеризации, что выражается в возрастании молекулярной массы получаемого композита. Содержание СКУ8А явным образом не влияет на молекулярные характеристики материала, а применение каучука с большей молекулярной массой (СКУ8ТБ) способствует закономерному повышению ММ образцов.

Изучение влияния природы диметакрилатного сомономера на степень структурированности каучук-акрилатных композитов

При полимеризации метакрилатов, содержащих только растворенные уретановые и фторкаучуки, происходит образование продуктов, близких по своим свойствам к термопластам. Получаемые КМ обладают невысокой теплостойкостью, при нагревании размягчаются и способны растворяться в органических растворителях ввиду незначительного количества сшитой фазы. По этой причине представлялось интересным выявить основные закономерности влияния природы и количества ди(мет)акрилатного соагента в оценочной взаимосвязи состав-структура-свойства. При этом тестировались композиты на основе каучук-акрилатных комбинаций (как базовые системы), а также модифицированные диакрилатными добавками. Так как в последнем случае материалы характеризуются трехмерносшитой структурой в качестве основного определяемого параметра была выбрана степень структурирования, выражаемая количеством гель-фракции, т.е. долей неэкстрагируемой фазы композита. Необходимо отметить, что в композитах - объектах сравнения фиксируемая величина нерастворимой фазы составляет не более 0,5 % масс. С целью улучшения ряда свойств (прочности, тепло- и агрессивостойкости, твердости и пр.) композитов за счет придания материалу трехмерной пространственно-сшитой структуры исходные каучук-акрилатные составы модифицировались диакрилатными соагентами различной природы. Для этого в качестве соагентов радикальной полимеризации были выбраны два ряда диметакриловых эфиров: с метиленовой и оксиэтиленовой основной цепью. Как показано в главе 3, данные диметакрилаты способны совмещаться с полиуретан-акрилатными растворами, причем максимальное количество вводимого соагента уменьшается при замене диметакрилатов этиленгликолей на диметакрилаты алкандиолов, а также с ростом молекулярной массы олигоэфиракрилата. Представляло интерес изучить влияние природы, молекулярной массы и количества добавки на структуру и свойства получаемых композитов. В качестве кипящего экстрагента использовался ацетон, способный растворять как полиметилметакрилатную, так и каучуковую фазы.

Так как количество вводимой добавки определялось мольной долей по отношению к массе мономерной составляющей, результаты исследований позволяют судить о влиянии длины основной цепи диметакрилатов на особенности формирования сетки в МПС. Базовой системой служил 30% раствор каучука СКУ8ТБ в метилметакрилате. Образцы получали фотополимеризацией с использованием источника ДРЛ-400, расстояние до подложки - 15 см, инициатор - ДМБК, время облучения - 15 мин. Полученные результаты представлены на рисунках 5.1.4 и 5.1.5. Данные, представленные на гистограммах, свидетельствуют о том, что введение диметакрилатов в состав композиции в количестве до 9 % мольн. позволяет получать материалы с достаточно высоким содержанием гель-фракции (до 76-77 %). В целом же выявлены следующие закономерности: - добавление диметакриловых соединений в полиуретан-акрилатную композицию в количестве 1 % мольн. уже способствует формированию в материале трехмерной структуры с количеством гель-фракции 53-64 %; с увеличением содержания диметакрилата доля нерастворимой фазы в материале возрастает; - эффективность диметакрилового соагента значительным образом зависит от длины его основной цепи: чем меньше молекулярная масса ОЭА, вводимого в состав полиуретан-акрилатного раствора, тем более сшитая сетка образуется при полимеризации; так как молекулярная масса основной цепи незначительно влияет на реакционную способность данного класса соединений [131, 159, 160], можно предположить, что выявленная особенность связана с совместимостью применяемых диметакрилатов с базовым каучук-акрилатным составом; - введение в композицию диметакрилатов алкандиолов способствует более эффективному сшиванию, нежели в случае диметакриловых эфиров этиленгликолей. Как ранее было показано [151], для фторкаучук-акрштатных систем наилучшие результаты при применении в качестве модифицирующей добавки дает комбинация олигоэфиракрилатов ТГМ-3 и МГФ-9. Влияние соотношения данных продуктов на степень структурирования получаемого материала приведено на рисунке 5.1.6. Представленные результаты показывают, что для данного типа модифицированной МПС при содержании диметакрилатов в количестве 5-Ю % масс, от массы композиции характерна еще более высокая степень сшивки, что может свидетельствовать об участии макромолекул фторкаучука в образовании сетчатой структуры композита.

Похожие диссертации на Разработка и исследование свойств новых материалов, получаемых полимеризацией акрилатов, содержащих растворенные полиуретановые и фторкаучуки