Разработка композиционных материалов на основе эпоксиуретановых олигомеров с улучшенными эксплуатационными свойствами

• Автор: Буй Дык Мань
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение

Г лава 1. Литературный обзор

1Л. Эпоксидные смолы и их применение

1.2. Эпоксидные композиции

1.2.1. Аминные отвердители и катализаторы отверждения эпоксидных

1.2.2. Модификация эпоксидных смол

1.3. Эпоксиуретановые материалы - получение, свойства, применение

1.3.1. Изоцианатный способ получения эпоксиуретанов

1.3.2. Эпоксиуретаны, получаемые без применения изоцианатов

Г лава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Создание наполненных материалов холодного отверждения на
основе эпоксиуретановых связующих
3.2. Исследование наномодифицированных эпоксиуретановых композитов
3.3. Разработка связующих на основе эпоксиуретановых олигомеров
для производства стеклопластиков
Выводы
Литература
Приложение

Введение
Существующий спрос на ремонтные и герметизирующие составы для восстановления деталей оборудования требует создания полимерных материалов, способных эксплуатироваться в условиях повышенных температур, ударных и других видов воздействий. Поэтому разработка и внедрение высокоэффективных композиционных материалов на основе полимерных связующих, надежно работающих в экстремальных условиях, представляет собой актуальную задачу.
В настоящее время для этих целей широко используют материалы на основе эпоксидных олигомеров, обладающих высокой адгезией, теплостойкостью, незначительной усадкой и отсутствием летучих продуктов при отверждении. Вместе с тем, эпоксидным материалам присущи повышенная хрупкость, недостаточная стойкость к диссипации энергии при ударе и устойчивость к действию различных агрессивных сред.
Одним из способов устранения этих недостатков и регулирования свойств эпоксидных материалов является их модификация реакционноспособными олигомерами.
Используя метод физико-химической модификации возможно направленно регулировать параметры сетчатой структуры, скорость процесса отверждения, физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства эпоксидных композиций.
В настоящей работе большое внимание уделено модификаторам, способным снижать вязкость и взаимодействовать с компонентами эпоксидного связующего.
Несмотря на большое количество эпоксидных соединений, их характеристики не всегда соответствуют требованиям современной техники, особенно при «холодном» отверждении. Поэтому получение эпоксидных

материалов, обладающих улучшенными показателями, имеет важное научно-техническое значение.
В настоящее время существует большой спектр модификаторов эпоксидных связующих, наиболее эффективными из которых являются реакционно-способные мономеры и олигомеры, позволяющие изменять деформационно-прочностные характеристики эпоксидных материалов, снижать их хрупкость. Поэтому использование активных разбавителей и модификаторов, содержащих реакционноспособные полярные группы, при создании композиционных материалов с регулируемыми свойствами на основе эпоксидных олигомеров, является актуальной задачей.
Цель работы: Разработка композиционных материалов с улучшенными свойствами на основе эпоксидиановых соединений с регулируемыми технологическими и эксплуатационными характеристиками.
В соответствии с этим в диссертационной работе проводились исследования по следующим направлениям:
- Изучение влияния ряда модификаторов на процесс отверждения эпоксидных олигомеров.
- Изучение влияния количества и природы модификаторов на физикохимические свойства эпоксидных материалов.
- Изучение влияния наномодификаторов на физико-химические свойства модифицированных эпоксидных материалов.
- Разработка композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных олигомеров с улучшенными свойствами.

аминогрупп. В результате преимущественного взаимодействия ЛНо-групп реакционная система обедняется первичным амином, а поскольку со вторичными аминами ЦК при комнатной температуре взаимодействуют очень медленно [104], то предельная скорость превращения циклокарбонатных групп снижается. Взаимодействие циклокарбонатных групп с аминными завершается за 8-10 суток.
Изучение диэлектрическим методом кинетики процесса отверждения эпоксидианового олигомера ЭД-20 и олигоэфиртрициклокарбоната (Лапролат-803) алифатическими аминами при различных температурах отверждения (от 20 до 50 °С) показало [114], что скорость отверждения Лапролата-803 алифатическими аминами в 1,7 раза больше по сравнению с ЭД-20. При повышении температуры рост скорости реакции по эпоксидным группам выше и при 50 °С условная скорость процесса отверждения ЭД-20 в 1,5 раза превосходит аналогичный показатель Лапролата-803. Были установлены также основные закономерности влияния соотношения олигомеров на кинетические параметры начальной стадии процесса отверждения эпоксиуретановых композиций, показавшие возможность регулирования их жизнеспособности, оптимизации состава и режима отверждения.
Исследованию влияния мономерных и олигомерных ЦК на физикомеханические свойства, технологические и эксплуатационные свойства отвержденных эпоксидных композиций посвящен ряд работ [92, 48, 115-117].
К мономерным ЦК относится пропиленкарбонат, представляющий собой низковязкую жидкость, хорошо совмещающуюся с ЭС. Его применение для модификации алифатических аминных отвердителей эпоксидных смол хорошо известно [100, 118, 119]. Процесс получения уретансодержащих полиаминов предложено проводить путем выдержки эквимолекулярной смеси компонентов при 60-70 °С в течение 3-4 ч [118].
К олигомерным ЦК относятся, в частности, Лапролаты производства НПП «Макромер». Эти ЦК хорошо совмещаются с ЭС и, обладая значительной