Введение к работе
Актуальность работы:
Получение тонких плёнок полимеров из их растворов является одним из наиболее широко распространённых методов получения электроизоляционных, коррозионностойких и других защитных покрытий в электротехнике, электронике и других областях.
Особое место в электротехнической области занимает процесс эмалирования проводов. Формирование полимерного покрытия происходит в очень жёстких температурных условиях. Поэтому лаки для эмалирования проводов должны обладать комплексом технологических свойств, обеспечивающих в этих условиях формирование на поверхности металла ровной глянцевой плёнки полимера, обладающей высокими физико-механическими, электрическими и температурными характеристиками. Последние зависят от природы используемых олигомеров, системы растворителей и технологических добавок. В связи с этим разработка состава эмальлаков на основе изучения влияния отдельных компонентов на качество полимерного покрытия является актуальной проблемой. Результаты систематических исследований в этой области в литературе не представлены.
Цель работы:
поиск и обоснование оптимальной молекулярной массы олигомеров на основе ароматических полиэфиров и их модификаций;
разработка метода измерения межфазного натяжения на границе твёрдое тело - жидкость и изучение эффекта смачивания поверхности металла растворами олигоэфиров;
выбор оптимального состава растворителей на основе изучения межфазного натяжения;
поиск новых высокоэффективных технологических добавок и исследование их влияния на смачиваемость поверхности металла растворами олигоэфиров и термостойкость покрытий.
Научная новизна:
На основании результатов исследования влияния отдельных компонентов на технологические свойства растворов олигоэфиров и их модификаций, а также комплекс физико-механических, электрических и термических характеристик изготовленных на их основе покрытий впервые разработана концепция получения лаков для эмалирования проводов на современных высокоскоростных эмальагрегатах. В частности:
1) Впервые оценена зависимость межфазного натяжения системы растворителей крезол-ксиленол-сольвент от состава смеси; найдены две области с минимальным значением межфазного натяжения, в которых система растворите-
лей обеспечивает максимальную растекаемость олигомера по поверхности металла. С учётом оценки смачивающей способности растворов олигомеров по отношению к поверхности металла установлены оптимальные значения сред-нечисленной молекулярной массы олигоэфиров и их модификаций.
Разработан вариант метода Вильгельми для определения межфазного натяжения на границе раздела жидкость - твёрдое тело, отличающийся высокой воспроизводимостью и малой длительностью проведения единичного измерения. Представленный способ определения межфазного натяжения защищен патентом РФ.
Найдены и впервые использованы в технологии эмалирования проводов термостабилизирующие добавки на основе и-третбутилфенолформальдегидных и феноламинной смол, позволяющие повысить термостойкость эмалевого покрытия на 12-15 С.
Определено, что соединения тетрабутоксититана с диэтиленгликолем, /72/?ио(2-гидроксиэтил)-изоциануратом и имидом на основе тримеллитового ангидрида и моноэтаноламина могут заменить тетрабутоксититан в катализе процессов переэтерификации и полипереэтерификации с целью снижения эффекта отравления катализатора дожига отходящих газов в эмальагрегатах. Синтезиро-ваные соединения тетрабутоксититана с рядом гидроксил- и азотсодержащих веществ охарактеризованы методами ТГА, ИК- и электронной спектроскопии и электрохимическими методами. Аддукт тетрабутоксититана с 2-метилимида-золом защищен патентом РФ.
Практическая значимость:
Разработаны полиэфирный, полиэфиризоциануратный, полиэфиризоциа-нуратимидный лаки для эмалирования проводов на высокоскоростных эмальагрегатах на основе оптимального соотношения полимерной основы, растворителей и специальных добавок. Использование ксиленола в качестве сораствори-теля позволило снизить себестоимость лаков на 15-25%.
Найденные зависимости технологических свойств лаков от величины молекулярной массы олигомеров, состава системы растворителей, концентрации технологических добавок позволяют получать эмалированные провода с техническими характеристиками, значительно превосходящими нормативные требования (повышение термостойкости, пробивного напряжения, устойчивости к тепловому удару, термоэластичности).
Разработана экспресс-методика определения межфазного натяжения на границе раздела жидкость - твёрдое тело. Метод использован для разработки оптимального состава растворов олигоэфиров и их модификаций, а также для изучения ряда других систем (пропиточные лаки, заливочные компаунды, эмали и др.). Представленный метод легко поддаётся автоматизации для проведения серийных испытаний.
Автор защищает:
Выбор объектов исследования, корректность полученных данных и обоснованность выводов по результатам проведённого исследования:
выбор оптимальной величины среднечисленной молекулярной массы оли-гоэфиров и их модификаций как одного из основных критериев смачивающей способности эмальлаков;
зависимость смачивающей способности эмальлаков от состава смеси растворителей крезол-ксиленол-сольвент, а также природы и концентрации агентов смачивания;
интерпретацию новых данных о неионном механизме катализа реакций переэтерификации и полипереэтерификации тетраалкоксититанатами;
закономерностей влияния термостабилизаторов на термостойкость покрытий на основе полиэфиров и их модификаций;
общую концепцию получения эмальлаков для высокоскоростных эмальаг-регатов.
Личный вклад диссертанта заключается в анализе справочной, монографической и периодической литературы последних лет, вошедшей в литературный обзор, постановке и проведении экспериментов, обработке полученных экспериментальных данных, проведении расчётов, анализе и обсуждении полученных результатов на всех стадиях работы.
Публикации. Основные результаты работы доложены на 6 научных и научно-технических конференциях. Содержание работы отражено в 11 публикациях, в том числе в 3 статьях и 6 тезисах докладов, 2 патентах РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, каждая из которых включает литературный обзор, экспериментальную часть и обсуждение результатов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 139 страницах, содержит 14 таблиц и 43 рисунка. Список литературы включает 132 ссылки.
![Получение и свойства олиго- и поли[алкил(C6-C9)оксиметилен]силоксанов и гидрофобных покрытий на их основе](/i/i/4600/393591.png "Получение и свойства олиго- и поли[алкил(C6-C9)оксиметилен]силоксанов и гидрофобных покрытий на их основе Неделькин Александр Владимирович")
