Разработка методов регулирования комплекса свойств материалов на основе хлорсульфированного полиэтилена

• Автор: Аркар Со
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание

1. Введение.

2. Литературный обзор.

2.1. Получение и свойства хлорсульфированного полиэтилена

2.2. Влияние на свойства хлорсульфированного полиэтилена различных сшивающих агентов.

2.3. Применение ХСПЭ в защитных составах

2.4. Деструкция и стабилизация полимеров

2.5. Полимерсиликатные нанокомпозиты.

3. Экспериментальная часть

3.1. Объекты исследования.

3.2. Методы исследования

4. Обсуждение результатов.
4.1. Изучение процесса формирования пространственносетчатой структуры хлорсульфированного полиэтилена
4.2. Регулирование свойств модифицированного
хлорсульфированного полиэтилена.
4.3. Исследование структуры и свойств наполненного хлорсульфированного полиэтилена
5. Практическая значимость результатов исследования.
6. Выводы
7. Список литературы.
8. Приложение
1. Введение
Развитие современной техники предъявляет вс более жсткие требования к полимерным защитным покрытиям. Эластичные покрытия на основе хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ характеризуются комплексом ценных свойств стойкостью к действию озона, кислых и щелочных сред, огнестойкостью, стойкостью к действию масел, топлив, что позволяет применять изделия из ХСПЭ практически во всех отраслях техники. Но кроме преимуществ ХСПЭ имеет и ряд недостатков быстрое старение под действием УФоблучения, термическая нестабильность, низкая адгезионная прочность покрытий.Получение полимерных материалов с заранее заданными свойствами весьма актуально. Этот вопрос тесно связан со структурой отвержднных полимеров, т.к. именно структура определяет конечные свойства материала. Один из методов регулирования структуры полимеров введение модификаторов, которые могут оказывать влияние на весь комплекс свойств, в
том числе на химическую стойкость и термическую стабильность, устойчивость к УФоблучению.
Цель работы разработка методов регулирования процессов отверждения ХСПЭ и получение на его основе материалов с улучшенными физикомеханическими свойствами. Работа проводилась в следующих направлениях
Исследование процессов отверждения ХСПЭ и выбор методов их регулирования
Исследование комплекса свойств модифицированного ХСПЭ
Разработка композиционных материалов на основе ХСПЭ с улучшенными свойствами.
Разработаны методы регулирования процессов отверждения и свойств ХСПЭ и материалов на его основе путм использования кремнийэлементорганических соединений. Показано, что свойства определяются природой и концентрацией используемых ре1уляторов.
2. Литературный обзор
2.1. Получение и свойства хлорсульфированного полиэтилена
Хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ получают обработкой полиэтилена высокого давления ПЭВД и низкого давления ПЭНД смесью газообразных С и йСЬ в растворе ССЦ соответственно при С и С концентрация полиэтилена по массе. После завершения реакции растворитель удаляют отгонкой с водяным паром, полимер сушат. Выпускают ХСПЭ в виде гранул 1,
Получаемый каучукообразный продукт содержит от хлора и 0, серы, или один атом хлора вводится на атомов углерода и одна сульфоновая группа на 0 атомов углерода. Продукты сульфохлорирования могут разлагаться при действии тепла и света, поэтому их стабилизируют. ХСПЭ для применения в покрытиях получают из полиэтилена с молекулярной массой 0 0. Он содержит хлора и 1,3 1,7 серы 4.
Наибольшее влияние на свойства получаемого полимера оказывают молекулярная масса, разветвленность, степень кристалличности исходного полиэтилена, а также условия реакции и количество вводимого в молекулу хлора и сернистого ангидрида. С увеличением молекулярной массы полиэтилена повышается жесткость полимера, уменьшается термопластичность. С уменьшением молекулярной массы ухудшаются его физикомеханические свойства , 2, 3.
Введение


Время сушки пленок покрытий при обычной температуреС за счет отверждения влагой воздуха 1, ч. Оно может быть сокращено при необходимости до мин повышением температуры сушки или более интенсивным удалением растворителя . Стабильность лаков и эмалей не менее одного года при хранении в сухой закрытой герметичной таре при температуре от до С. Составы на основе ХСПЭ легко модифицируются другими полимерами и отверждающими агентами. Покрытия, получаемые на основе хлорсульфированного полиэтилена, наряду с большой химической стойкостью к ряду агрессивных сред обладают, благодаря высокой эластичности, отличной трещиностойкостыо, усталостной выносливостью, высокой термостойкостью до 0С и большим сроком службы. Одновременно с этим покрытия при соответствующем подборе пигментов создают декоративный эффект и не являются токсичными6. В связи с тем, что покрытия на основе хлорсульфированного полиэтилена допускают применение, как холодной, так и горячей сушки, они экономичны и при заводском способе нанесения. Их можно применять в виде однокомпонентных и двухкомпонентных составов с вулканизирующими агентами для получения более высокой стойкости к среде, от действия которой защищается конструкция. Даже однокомпонентные составы на основе ХСПЭ при толщине мкм и температуре С выдерживают действие сильноагрессивных сред в течение более лет . Уровень деформативности трещиностойких покрытий, и особенно покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена в сочетании с щслочестойкостью, кислотостойкостью, стойкостью к окислительным средам и термостойкостью, позволяет при их использовании получать значительно не только бетона, но также металлоконструкций. Особенно эффективно применение таких высокоэластичных покрытий для защиты тонкостенных конструкций подвергающихся при эксплуатации деформациям вследствие температурных перепадов или вибрации, в результате которых, как известно, обычные жесткие химически стойкие лакокрасочные покрытия эпоксидные, перхлорвиниловые и т. ХСПЭ способен длительно сохранять окраску любых тонов. При нагревании ХСПЭ выше 0С происходит заметная деструкция полимера с выделением газообразных диоксид серы, хлороводород и жидких продуктов, а также сшивание . При этом достигаются высокие физикомеханические свойства резин прочность до 0 кгссм, высокая кислотостойкость,малая остаточная деформация и плотность, нетоксичность в сочетании с высокой стабильностью, поскольку эпоксидные смолы являются пластификаторами, ускоряющими диспергирование компонентов и эффективным стабилизатором хлорполимеров. Вулканизаты обладают высокой стойкостью к набуханию в воде и химическим, агентам . При использовании эпоксидных смол на основе хлорированных бисфенолов до вес. В качестве отвердителя при получении жестких резин, которые содержат большое количество эпоксидных смол, используют фталевый ангидрид. Для полного связывания выделяющейся при вулканизации НС1 необходимо масс. Эпоксидные смолы могут быть использованы в качестве вулканизирующего агента без окислов металлов и вместе с ними в сочетании с альтаксом, ДФГ, тиурамом, тетроном А и дибензтиазилдисульфидом. Стойкость подвулканизации системы эпоксидная смола тиурам в раз выше, чем у смесей, содержащих окись магния, каптакс и ДФГ. Эффективной вулканизующей системой для ХСПЭ является система, содержащая 1,,5 вес. УП5 смесь глицидиловых эфиров пентаэритрита и резорцина в отношении и 8,5 вес. Ы,Ыдитиодиморфолина. Введение эпоксидной смолы повышает устойчивость к преждевременной вулканизации при 0 С, при этом получаются резины с более высоким уровнем физикомеханических свойств. Необходимо отметить, что эпоксидная смола вводится в промышленные марки ХСПЭ в качестве стабилизатора. Вулканизующие систем на основе диаминов и их производных Для вулканизации ХСПЭ используются первичные ароматические и алифатические диамины в основном для получения, пленочных материалов и покрытий. Наибольшая часть диаминов взаимодействуют весьма активно с. Алифатические амины реагируют с ХСПЭ уже при комнатной, температуре с образованием сульфонамидов. Ка.