Материалы на основе эпоксидных олигомеров с повышенными эксплуатационными свойствами

• Автор: Фам Куанг Тхуан
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Введение
Г лава I. Литературный обзор
1.1. Особенности отверждения эпоксидиановых смол
1.2. Способы модификации эпоксидных смол
1.3. Модификация полимеров растительными маслами и 18 жирными кислотами
1.4. Композиционные полимерные материалы на основе масел 34 Глава II. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования 3
2.2. Методы исследования
Глава III. Обсуждение результатов
3.1. Влияние модификации эпоксидного полимера на его 54 механические характеристики
3.2. Исследование процессов отверждения эпоксидных 64 олигомеров
3.3. Изучение межфазного взаимодействия на границе раздела 75 фаз эпоксидный олигомер - наполнитель
3.4. Разработка композиционных материалов с повышенными 98 физико-механическими и эксплуатационными свойствами
Практическая значимость
Выводы
Литература
Приложение

Введение
Композиционные материалы на основе эпоксидных олигомеров занимают важное место в различных сферах производства, что объясняется комплексом ценных свойств и возможностью их регулирования в зависимости от поставленной цели. Большой интерес представляет создание эпоксидных композиционных материалов, обладающих повышенными деформационными характеристиками и устойчивых к действию ударных нагрузок при сохранении физико-механических свойств. В последнее время для решения экологических задач широко используются материалы на основе растительного возобновляемого сырья. Использование таких соединений в качестве модификаторов эпоксидных олигомеров открывает перспективы для расширения ассортимента доступных композиционных материалов. Целыо работы является создание эпоксидных материалов, имеющих повышенную устойчивость к ударным нагрузкам и высокую адгезионную прочность. Особый интерес представляет применение в качестве регуляторов свойств эпоксидных олигомеров ненасыщенных жирных кислот, получаемых из растительного возобновляемого сырья. Работа проводилась в следующих направлениях:
разработка способов модификации эпоксидных олигомеров и исследование их реологических свойств;
- исследование влияния модифицирующих систем на физико-химические и структурные характеристики эпоксидных олигомеров;
- разработка и исследование свойств композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных олигомеров.
В работе было исследовано влияние модификаторов на формирование пространственно сшитых структур и разработаны способы регулирования процессов отверждения эпоксисодержащих олигомеров. На основе разработанных связующих были получены высоконаполненные материалы с улучшенными адгезионными и ударными свойствами.

Глава I. Литературный обзор
1.1. Особенности отверждения эпоксидиановых смол
Благодаря своим уникальным свойствам эпоксидные смолы (ЭС) широко применяются в различных отраслях промышленности, науки и техники уже многие десятилетия [1, 2, 3, 4, 5, 6].
/С_С

К эпоксидам относят соединения, содержащие эпоксидные ° или -СН2-СН-СН
глицидиловые группы О [7] Это большой класс соединений
(мономеров, олигомеров и полимеров), различающихся строением и молекулярной массой.
Наиболее распространенными ЭС (более 70% мирового производства) являются диановые соединения, получаемые на основе дифенилолпропана
(Бисфенола А) и эпихлоргидрина общей формулы (1.1.):
о СНз он СНз 0^
СН 2-СН - СНг-0-[<^ЬС —<^3)-0-СН 2-СН - СНг-^-О^^-С —<^)-0-СН г-СН - СН;
СНз СНз (1-1)
Такие ЭС, обладающие высокой реакционной способностью, позволяют проводить процесс отверждения с высокой скоростью при относительно низких температурах [8]. В настоящее время выпускается широкий ассортимент диановых ЭС с молекулярной массой от 340 до 4500 и более. С повышением молекулярной массы содержание гидроксильных групп в их составе увеличивается пропорционально п, а относительное содержание эпоксидных групп снижается. Наличие полярных функциональных групп (эпоксидных и гидроксильных) обуславливает хорошую адгезию смол к различным подложкам, высокую реакционную способность и механическую прочность смол после отверждения [ 9]. При правильном выборе условий отверждения эпоксидная группа может взаимодействовать с более чем 50 функциональными группами [1].

сравнимы со свойствами материалов на основе нефтехимического полиола. В добавок к этому, окислительная, термическая и гидролитическая стабильность композитов на основе соевого масла была выше, чем у последнего.
Все результаты свидетельствуют о том, что полимерная матрица на основе соевого масла является предпочтительной альтернативой нефтехимическим полиуретанам для стекловолоконных композиционных материалов. В другом исследовании, модифицированный материал с матрицей из соевого масла был использован для получения композиционных материалов с различным соотношением стекло/волокно и различным размещением волокна [122].
В последнее время нанокомпозиты становятся одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений в науке о полимерах. Биоразлагаемые нанокомпозиты, полученные из природных полимеров на основе масел, позволяют получать гибридное покрытие на основе масла и кварца, обладающее превосходной эластичностью [123, 124]. Эпокси-
эксфолиированный глиняные нанокомпозиты были получены с помощью длинноцепочечной алкиламмоний-замещенной сукновальной глины [125].
Выводы к литературному обзору:
Таким образом, анализ представленных в данной главе литературных данных позволяет сделать заключение о перспективности использования растительных масел и ненасыщенных жирных кислот не только для пластификации полимеров, но и для создания модифицированных эпоксидных материалов и КМ на их основе, обладающих комплексом ценных свойств.
Данные материалы отвечают современным экологическим требованиям по развитию «Зеленой химии», дешевле своих синтетических аналогов и производятся на основе доступного сырья.