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

Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Загидуллин Артур Ильдусович

Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций
<
Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций
>

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

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

Загидуллин Артур Ильдусович. Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.06 : Казань, 2005 99 c. РГБ ОД, 61:05-5/3420

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Модификация эпоксидных смол 8

1.1 Методы эластификации эпоксиаминных композиций, отверждаемых без подвода тепла9

1.2. Использование эпоксидсодержащих моди фикаторов 11

1.2.1 Монофункциональные эпоксидные модификаторы 12

1.2.2 Полифункциональные эпоксидсодержащие модификаторы 16

1.2.3 Эпоксиуретановые олигомеры 17

1.3 Ациклические карбонаты 20

1.4 Применение щїклокарбонатсодержащрїх модификаторов 23

1.5 Роль физической сетки в формріровании полезных свойств густосетчатых полимеров27

CLASS Глава 2. Экспериментальная част CLASS ь 33

2.1 Объекты исследования 33

2.2 Синтез модификаторов 37

2.2.1 Синтез бутилглицидилового эфира 38

2.2.2 Синтез 3-бутоксипропиленкарбоната 39

2.2.3 Синтез бутоксиэтоксипропиленкарбоната 39

2.3 Методы исследования 40

2.3.1 Метод определения плотности веществ 40

2.3.2 Метод ИК-спектроскопии 40

2.3.3 Количественное определение эпоксидных групп 41

2.3.4 Приготовление композиций 41

2.3.5 Определение вязкости композиций в процессе отверждения 41

2.3.6 Определение гель-фракции в отвержденном полимере 42

2.3.7 Определение твердости отверждаемой композиции по Шору А 42

2.3.8 Определение конверсии функциональных групп 42

2.3.9 Определение плотности композитов 43

2.3.10 Определение температуры стеклования 43

2.3.11 Определение параметров сетки 43

2.3.12 Методы физико-механических испытаний 44

CLASS Глава 3. Обсуждение результато CLASS в 45

3.1 Особенности отверждения эпоксиаминных матриц в присутствии различных модификаторов 50

3.2 Топологическая характеристика сетчатой структуры 63

3.3 Влияние модификаторов на эксплуатационные возможности эпоксиаминных матриц69

3.4 Разработка модифрщированных заливочных эпоксиаминных композиций 72

Выводы 77

Литература 78

Приложение

Введение к работе

Актуальность работы.

Сетчатые эпоксидные полимеры и композиционные материалы на их основе, получаемые путем отверждения олигомерных систем, нашли широкое применение благодаря хорошему сочетанию высоких технологических и технических показателей. Химическая модификация, основанная на варьировании строения полимерных матриц при введении реакционноспособных модификаторов или при выборе того или иного отвердителя, является основным способом изменения технологических и эксплуатационных свойств эпоксиаминных систем. Однако при отверждении без подвода тепла эпоксидных систем возникает группа проблем, связанных с ростом вязкости, переходом в стеклообразное состояние при относительно низких степенях конверсии и комплексное воздействие этих проблем, приводящих к дефектной топологии полимерных сеток. В результате не реализуются все физико-механические свойства, которые заложены структурой полимера. Эпоксидные материалы эксплуатируются, в основном, в стеклообразном состоянии, в котором вклад сетки физических межмолекулярных связей является определяющим в обеспечении основных эксплуатационных показателей. Поэтому возможность регулирования технологических и эксплуатационных характеристик эпоксиаминных матриц, получаемых без подвода тепла, при использовании модификаторов с разными функциональными группами определяет актуальность данной работы.

Диссертационная работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (грант Т 02-09.2-1751) и АН РТ (грант 07-7.6-128/2002-2004).

Целью работы является разработка эпоксидных композиционных материалов низкотемпературного отверждения с высоким уровнем технологических и эксплуатационных характеристик, путем использования в эпоксиаминных композициях активных модификаторов с разными функциональными группами, выявление основных закономерностей

формирования структуры при наличии различных функциональных групп и изучение свойств полученных систем. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- подбор активных модификаторов, отличающихся только строением
функциональных групп;

- изучение влияния строения и количества модификатора на
формирование структуры полимерной матрицы и ее свойства;

- разработка новых модифицированных эпоксидных композиций.
Научная новизна.

Показано влияние активных модификаторов с разными функциональными группами на структурные переходы, особенности перехода в стеклообразное состояние и свойства эпоксиаминных композиций при отверждении без подвода тепла.

Показано, что использование модификаторов с циклокарбонатными группами приводит к образованию матриц с более высокими физико-механическими свойствами при более низких плотностях сшивки.

Показано, что использование в заливочных эпоксиаминных композициях смеси эпоксид- и циклокарбонатсодержащих модификаторов позволяет регулировать в широком интервале технологические и физико-механические свойства композиций, в зависимости от исходного соотношения этих модификаторов.

Практическая значимость работы.

Разработаны композиции для изготовления наливных бесшовных полов, которые нашли применение в реализованных проектах на ПО "ЕлАЗ" (г. Елабу-га), ОАО "Нижнекамскнефтехим" (г. Нижнекамск), ЗАО "Сапсан-Моторс" (г. Казань) и в Елабужском филиале Казанского государственного технического университета.

Апробация работы: Результаты работы обсуждались на: IX и X Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2002; Яльчик, 2003), VIII Международной конференции по химии и физикохи-мии олигомеров «Олигомеры-2002» (Черноголовка, 2002), III Кирпичниковских

чтениях (Казань, 2003), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2003), 4-ой Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003), 3-ей Всероссийской Кар-гинской конференции «Полимеры - 2004» (Москва, 2004).

Автор выражает благодарность профессорам Иржаку В.И. и Гарипову P.M. за помощь и внимание при постановке и обсуждении работы.

Публикации: По материалам диссертации имеется 16 публикаций, в том числе 8 статей, 8 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и приложения. Работа изложена на 99 страницах и содержит 25 рисунков, 18 таблиц и библиографию из 153 ссылок.

Использование эпоксидсодержащих моди фикаторов

Одним из современных направлений повышения эластичности, прочности и ударной вязкости эпоксидных композитов является модификация их эпоксисоединениями различной химической природы и стоуктуры. Модификаторы, содержащие эпоксидные группы, можно разделить на два основных класса: моноэпоксидные разбавители [19, 24-59] и низковязкие полиэпоксидные олигомеры [63-79]. Моноэпоксидные разбавители являются агентами обрыва цепи, тем самым они понижают плотность поперечных сшивок. Высокие концентрации разбавителя используются для снижения вязкости, а низкие для сохранения свойств отвержденной системы. Как правило, моноэпоксидные разбавители понижают теплостойкость и температуру тепловой деформации при одновременной эластификации полимерной матрицы. Относительно большие количества разбавителя маловлияют на твердость отвержденных систем, при этом повышается температурный коэффициент расширения. Такие разбавители используются для улучшения смачивающей способности адгезивов и композиций, для получения слоистых пластиков и для повышения объемного содержания наполнителя в формовочных составах [27, 28].

Спектр предлагаемых моноэпоксидных модификаторов разнообразен: в их качестве предлагают использовать глицидиловые эфиры алифатических спиртов [32, 38, 39], фенолов [19, 26, 40], алифатических [41, 42] и ароматических [24, 43] карбоновых кислот; соединения с концевой эпоксидной группой, имеющие в своем составе более 2-х эфирных связей [44-46]; вещества, в которых а-окисный цикл в алифатической цепи не сопряжен с простой или сложноэфирной группой [47]; а также галогензамещенные глицидиловые эфиры [48, 49], фосфорорганические эпоксиды [50] и целый ряд непредельных эпоксисоединений [25, 51-53].

Моноэпоксидные соединения используются в основном со смолами на основе глицидиловых эфиров. Встречаются работы, в которых моноэпоксиды (например, циклоалифатические) вводятся в состав эпоксидно-каучуковых композиций в качестве активных разбавителей, что позволяет получить эпоксидные компаунды с низкой исходной вязкостью и хорошими физико-механическими показателями [29-35]. В качестве циклоалифагических эпоксидных разбавителей могут быть использованы эфиры 3,4-эпоксициклогексанкарбоновой кислоты или низших алканов Сб-Cs [32, 33, 54].

В зависимости от функциональных групп содержащихся в модификаторе наряду с эпоксидными, композиционные материалы могут приобретать специфические свойства, что расширяет область их применения. Использование монофункциональных эпоксикетонов, содержащих двойные связи, в качестве модификатора эпоксидиановой смолы ЭД-20 с последующимотверждением ПЭПА или малеиновым ангидридом, позволяет повысить прочностные свойства, ударную вязкость, эластичность и теплостойкость полученных компаундов по сравнению с немодифицированной смолой ЭД-20 [27, 28, 55].

Введение в композиции эпоксидных смол непредельных эпоксисоединений позволяет получить отвержденные материалы, обладающие достаточной эластичностью и ударной прочностью. Использование непредельного эпоксисоединения в соотношении 100:10-12 масс.% с эпоксидной смолой при отверждении ПЭПА повышает относительное удлинение при растяжении с 1,8 до 2,2-3,8 %, улучшает адгезионную прочность при сохранении механических свойств и теплостойкости эпоксидных заливочных композиций [56].

Замена в эпоксидной композиции, отверждаемой диэтилентриамином (ДЭТА), аллилглицидилового эфира\/ 2 0 на метилзамещенный аллилглицидиловый эфир позволяет повысить удельную ударную вязкость с12,6 кгсм/см до 20,6 кг-см/см . При этом формоустойчивость по Мартенсу и статический момент изгиба в обоих случаях практически не меняется [57].

В некоторых работах [29, 58] изучена возможность модификации эпоксидной смолы ЭД-20 непредельными эпоксиэфирами. В качестве эпоксиэфиров использовали аллилглицидиловые эфиры малеиновой кислоты и аллилглицидиловый эфир фталевой кислоты (АГЭФК)являющиеся одновременно активными разбавителями ЭД-20, с последующим совместным отверждением ПЭПА или малеиновым ангидридом. При такой модификации происходит повышение прочностных свойств, эластичности, адгезии к металлам, удельной ударной вязкости, кислотоустойчивости эпоксидных компаундов, а также улучшение их технологических свойств, недостатком данного типа модификации является некоторое снижение термостойкости компаундов, что вероятно, объясняется пластифицирующим действием модификатора-разбавителя. В частности, исследование зависимости физико-механических показателей отвержденной смолы ЭД-20 от строения взятого модификатора показало, что в области выбранных соотношений компонентов - 70-90:30-10 масс.% - получаются эпоксидные компаунды с улучшенными физико-механическими свойствами, показатели которых в присутствии АГЭФК выше исходных. Пределы прочности при растяжении увеличиваются с 50-55 до 60-94 МПа, при изгибе с 100-120 до 130-150 МПа, при сжатии с 110-130 до 136-180 МПа, удельная ударная вязкость возрастает с 9,6-11,1 до 14,5-20,5 кДж/м2 [29].

Молекулярную подвижность структурных элементов полимерной матрицы можно регулировать путем изменения топологической структуры полимерной сетки введением монофункциональных реагентов (например эфиров: фенилглицидилового [19, 26, 30, 31, 39], бутилглицидилового [32-34, 39]). При частичной замене олигомера ЭД-24 на фенилглицидиловый эфир происходит не только увеличение Мс, но также и разветвление межузловых цепей и снижение функциональности узлов [19]. Изучение деформационно-прочностных свойств эпоксиаминных полимеров показало их экстремальную зависимость от концентрации узлов в единице объема пс (табл. 1.1). Экстремум наблюдается в области пс=(70-90)-1019 см"3, которая соответствует переходу от внутрицепного к межцепному кооперативному движению. Т.о., можно направленно регулировать свойства сетчатых (в том числе эпоксидных) полимеров за счет изменения молекулярной подвижности и размеров кинетических единиц.

На свойства отвержденных систем могут оказывать влияние и межмолекулярные взаимодействия, образующиеся за счет дополнительных физических связей при введении в состав композиций ряда модификаторов [35].

Использование в составе эпоксидных композиций разбавителей на основе замещенных фенолов (глицидиловых эфиров изомеров ксиленола и гексилфе-нола) позволяет избежать применения фенилглицидилового эфира, обладающего повышенной летучестью [59].

Исследования технологических свойств эпоксидных систем, модифицированных низковязкими эпоксидными соединениями показали, что а-окисный цикл в алифатической цепи, не сопряженный с простой или сложноэфирной группой, практически не раскрывается аминами при температурах менее 100С [47], а алициклический эпоксид реагирует с ароматическими аминами при температуре 150С [47, 60-62]. В связи с этим использование таких соединений в композициях, отверждаемых без подвода тепла, не представляется возможным

Синтез модификаторов

Синтез бутилглицидилового эфира заключался во взаимодействии бутилового спирта с эпихлоргидрином (ЭХГ) [147]:с последующим дегидрохлорированием продукта реакции [147]: Циклокарбонаты получали взаимодействием глицидиловых эфиров с углекислым газом [126]: В трехгорлую круглодонную колбу на 500 мл, снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, помещали 185 г ЭХГ и 148 г бутилового спирта. В качестве катализатора использовали фтористый водород в количестве 1,5 г. Смесь нагревали до температуры ее кипения («117-118 С) при постоянном перемешивании, о прекращении реакции судили по исчезновению эпоксидных групп. После этого реакционная масса охлаждалась и перегонялась. Выход хлоргидрина составлял 95-96 %. В трехгорлую круглодонную колбу на 500 мл, снабженную термометром и мешалкой, помещали 166,5 г хлогидрина и 220 г 20 %-го водного раствора NaOH. После этого смесь начинали перемешивать, температуру реакции (20-40 С) поддерживали при помощи водяной бани. Длительность синтеза была обу словлена установившимся значением эпоксидного числа. По окончании реакции выпавшая соль путем фильтрации удалялась из общей массы. При помощи делительной воронки разделяли бутилглицидиловый эфир (БГЭ) и щелочной раствор. После этого БГЭ промывался и перегонялся. Выход реакции составлял 92-94 %. В трехгорлую колбу на 500 мл, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником и капилляром для подвода С02 под слой жидкости, помещали 250 г БГЭ. Исходный моноэпоксид нагревали до 120-160 С и подавали через капилляр с контролируемой скоростью (1-3 л/час) углекислый газ. Частота вращения мешалки составляла 600-800 об/мин. Катализатор процесса — тет-рабутиламмоний бромистый. Процесс контролировали титрованием по степени превращения эпоксидных групп. Строение полученного 3-бутоксипропиленкарбоната (БПК) было подтверждено ИК-спектроскопией.

В трехгорлую колбу на 500 мл, снабженную термометром, мешалкой, обратным холодильником и капилляром для подвода С02 под слой жидкости, по мещали 200 г глицидилового эфира бутилцеллозольва, полученного перегонкой Лапроксида 301Б. Исходный моноэпоксид нагревали до 120-160 С, через капилляр подавали углекислый газ с контролируемой скоростью (1-3 л/час). Частота вращения мешалки составляла 600-800 об/мин. Катализатор процесса — тетрабутиламмоний бромистый. Процесс контролировали титрованием по степени превращения эпоксидных групп. Строение полученного бутоксиэтокси-пропиленкарбоната (БЭПК) было подтверждено ИК-спектроскопией.

Плотность синтезированных модификаторов определяли пикнометриче-ским методом [148]. Плотность р вычисляли по формуле: де ті - масса пикнометра с исследуемым веществом, г; ш\ - масса пустого пикнометра, г; V— объем пикнометра, см3.

ИК-спектры полученных соединений регистрировали на инфракрасном спектрофотометре "Specord 75 IR" в области 4000-400 см"1 при комнатной температуре. Исследования проводили в жидкостных кюветах из КВг толщиной 0,133; 0,278 мкм [150].

Количественное определение эпоксидных групп проводили по методике [151]. Содержание эпоксидных групп Э.ч. (%) вычисляли по формуле: где Vi - количество 0,1 н. раствора едкого кали, израсходованное на титрование холостой пробы, мл;V2 — количество 0,1 н. раствора едкого кали, израсходованное на титрование пробы с навеской вещества, мл;К- поправочный коэффициент к титру 0,1 н. р-ра КОН;g - навеска вещества, г;0,0043 - количество эпоксидных групп, соответствующее 1 мл 0,1 н. р-ра КОН. Все компоненты композиций взвешивали на весах ВЛКТ-500-М с точностью до 0,01 г. Сначала взвешивали олигомер и модификатор, композицию перемешивали в течение 2-3 минут, затем вводили отвердитель. Вязкость отверждаемых композиций определяли с помощью ротационного реовискозиметра "REOTHRON1 в системе «конус-плоскость». Вязкость ц рассчитывали на основе заданных и полученных величин по формуле: где В - фактор диапазона: S- числовая величина, регистрируемая прибором; К - градуировочная постоянная (постоянная прибора, которая зависит от объема измерительной системы); п - число оборотов внешнего цилиндра, мин 1. Содержание гель-фракции определяли экстракцией измельченных пленок в аппарате Сокслета кипящим ацетоном в течение 24 часов с последующей сушкой до постоянной массы по методике [134]. Содержание гелъ-фрак-ции g рассчитывали по формуле:где т0 - масса полимера до экстрагирования, г; т - масса полимера после экстрагирования, г.

Твердость отверждаемой композиции определяли по глубине вдавливания металлической иглы Шора А [85]. Конверсию функциональных групп определяли по изменению соответствующих полос поглощения (полоса поглощения 910 см"1, соответствующая валентным колебаниям эпоксидной группы; полоса поглощения 1800 см"1, характеризующая С=0-группу в циклическом карбонате). Плотность полимеров определяли гидростатическим методом по методике [135]. В качестве жидкости, хорошо смачивающей полимер, использовали гексан. Плотность полимера рп рассчитывали по формуле: где т - масса полимера на воздухе, г; Ш] — вес полимера в гексане, г; ЇП2 — вес проволоки в гексане, г; рг - плотность гексана (0,6594 г/см3). Температуру стеклования отвержденных образцов диаметром 6-8 мм и высотой около 10 мм определяли из термомеханических кривых, полученных при постоянном нагружении в 7,5 кгс/см в режиме сжатия при скорости нагрева 2 град/мин - по точке пересечения касательных к двум соответствующим ветвям кривой [11]. Структуру трехмерной полимерной матрицы описывали эффективной плотностью сшивки, характеризуемую по Флори числом эластичных элементов пс или числом эффективно сшитых цепей, и экспериментально определяемой из уравнения кинетической теории высокоэластичности [5]. Испытания проводили по измененному методу Клаффа-Гледдинга на релаксометре сжатия при температуре, превышающей температуру стеклования на 50С. Цилиндрические образцы (d=6-8 мм, h=10 мм) подвергали одноосному сжатию при ступенчатом режиме нагружения, колебание температуры составляло 0,5С

Топологическая характеристика сетчатой структуры

Исследования структурной и топологической организации полимерной сетки были проведены после месячной выдержки образцов с момента изготовления. Так как при проведении отверждения при температурах ниже температуры стеклования предельно отвержденного полимера реакция сильно замедляется, и стабильные значения характеристик полимерной матрицы достигаются только по истечении определенного времени, которое зависит от типа используемого модификатора [149].

Анализ таблицы показывает, что введение модификаторов любого типа и функциональности приводит к снижению nc, Tg и, соответственно, росту Мс по сравнению с немодифицированным композитом. Близость значений Tg говорит о том, что при отверждении при комнатных условиях все модифицированные композиции по мере увеличения количества поперечных сшивок приблизительно одинаково переходят в стеклообразное состояние и процесс химического отверждения затормаживается. При этом пс образцов достаточно сильно личаются. Это вероятно связано как с длительностью протекания реакции отверждения до перехода системы в стеклообразное состояние, т.е. со значением tCT, так и с соотношением реакционной способности функциональных і рупп основного олигомера и модификатора.

Существенное значение при формировании пространственной сетки имеет тип функциональных групп модификаторов. Если сравнить значения пс при использовании эпоксидсодержащих монофункциональных с циклокарбонатсо-держащими, то в первом случае образуются более густосшитые сетки. Это объясняется тем, что в условия протекания конкурирующих реакций отверждения нарушается условие эквимольного соотношения циклокарбонат : первичный амин и определенная часть протонов узлообразующей молекулы отвердителя остается свободной, что приводит к снижению связанности узлов сетки.

В отличие от монофункциональных, при использовании полифункциональных модификаторов снижение пс происходит за счет увеличения длины цепи между узлами при встраивании в полимерную матрицу молекул модификатора. Поэтому при использовании модификаторов с большей молекулярной массой образуются сетки с меньшими значениями пс независимо от типа функциональных групп.

Очевидно эластифицирующее действие модификаторов, определяемое как снижение Tg, при отверждении композиций ДЭТА без подвода тепла, не зависит от типа модификатора, а в основном определяется процессами перехода системы в стеклообразное состояние. Это, вероятно, связано с тем, что в процессе образования полимерной матрицы без подвода тепла в момент замораживания (стеклования) образуется полимерная матрица с более редкой сеткой и большим количеством хвостов, поэтому тип присутствующего в составе композиции модификатора не оказывает существенного влияния на Tg эпоксиамин-ной матрицы.

Образцы для физико-механических испытаний (для определения прочности при разрыве (ар), статическом изгибе (аизг) и ударе (А), твердости но Брине-лю (Н)) готовили следующим образом: композиции после введения ДЭТА тщательно перемешивали в течении 5 мин, дегазифицировали под действием вакуума (рост= 10 мм рт. ст.) в течении 5 мин и заливали в металлические формы. Готовые образцы извлекали из форм после 24 часов отверждения без подвода тепла, затем выдерживали их в течении 1 месяца.

В табл. 3.7 приведены значения физико-механических величин для композиций с исследуемыми модификаторами. Введение модификатора любого типа действия приводит к увеличению ар, аизг, А. Большие значения ар, аизг применьшей плотности узлов химической сетки, это наблюдается в случае использования циклокарбонатов, объясняются большей ролью физической сетки в процессе перераспределения поля механических напряжений [133], препятствующей возникновению перенапряжений. На величину А снижение узлов сетки оказывает большее влияние, чем межмолекулярное взаимодействие, поэтому данные показатели для систем, модифицированных циклокарбонатами, ниже. Снижение твердости отвержденных композиций по сравнению с модифицированной системой объясняется уменьшением частоты пространственной сетки при введении модификаторов.

На рис. 3.20-3.23 представлены зависимости физико-механических показателей композиций на основе олигомера ЭД-20 от содержания монофункциональных модификаторов различного типа действия. Как видно из рисунков зависимости Ср, А и в том и в другом случае имеют экстремальный характер. Усиление полимерной матрицы до определенного момента связанно с ростом межмолекулярного взаимодействия, которое объясняется увеличением содержания гидроксильных и уретановых групп в композитах с ростом содержания

Разработка модифрщированных заливочных эпоксиаминных композиций

Как показали исследования, лучшими возможностями по улучшению комплекса свойств эпоксиаминных композиций обладают циклокарбонатсо держащие модификаторы. Однако практика использования заливочных композиций для производства наливных полов показала, что основным фактором, влияющим на технологический процесс формирования полимерных полов, является вязкость. Как было показано в разд. 3.1 высокий уровень когезионного взаимодействия уретановых групп приводит к быстрой потере текучести систем модифицированных циклокарбонатами. Необходимость снижения вязкости в этом случае подтолкнула к исследованию влияния смеси разбавителей на некоторые технологические и эксплуатационные характеристики применяемых составов. В качестве разбавителей были выбраны промышленно-выпускаемые соединения - Лапроксид 301Г и Лапролат ЗО 1Г. Рецептура исследуемых композиций представлена в табл. 3.8.

Для каждого из составов была определена вязкость (табл. 3.8), очевидно, что наилучшим эффектом разбавления обладает Лапроксид ЗО 1Г, поскольку его вязкость несколько ниже, чем у Лапролата 301 Г. Данные физико-механических испытаний приведены на рис. 3.24, 3.25. Появление в системе уретановых групп (рис. 3.24) приводит к росту ор и отг композитов из-за увеличения уровня межмолекулярного взаимодействия. Твердость композиций при этом уменьшается (рис. 3.25), что связано со снижением частоты пространственной сетки.

Исходя из того, что основной слой полимерных полов обладает наибольшей вязкостью, а к покрывному предъявляются повышенные физико механические требования мы рекомендовали использовать следующее соотношение разбавителей: - Лапроксид 301Г : Лапролат 301Г = 7,5-10 : 0-2,5 - для основного слоя; - Лапроксид 301Г : Лапролат 301Г = 0-2,5 : 7,5-10 - для покрывного слоя. В табл. 3.9 представлены рецептуры разработанных составов и их технологические и физико-еханические свойства после отверждения их лолиэти-ленполиамином в течение 1,5 месяцев. 200 Разработанные составы были использованы для устройства наливных полимерных полов на промышленных объектах ПО "ЕлАЗ" (г. Елабуга), ОАО "Нижнекамскнефтехим" (г. Нижнекамск), ЗАО "Сапсан-Моторс" (г. Казань) и в Елабужском филиале Казанского государственного технического университета. 1. Показано, что использование эпоксидсодержащих модификаторов в эпоксиаминных композициях замедляет процесс образования трехмерного полимера по сравнению с циклокарбонатами. 2. Установлено, что при использовании в эпоксиаминных композициях циклокарбонатсодержащих модификаторов образуется матрица с более редкой сеткой, чем в случае использования эпоксидсодержащих модификаторов такого же строения. Однако наличие в структуре гидроксилуретановых фрагментов позволяет получать композиции с более высокими физико-механическими свойствами. 3. Показана возможность регулирования технологических и физико-механических свойств композиций изменением соотношения модификаторов с различными функциональными группами.

Похожие диссертации на Влияние типа функциональных групп модификаторов на свойства эпоксиаминных композиций