Модификация и отверждение алканоламинами эпоксидных и изоцианатсодержащих композиций

• Автор: Кузьмин, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Химическая модификация полимерных композиций

1.1.1. Модификация эпоксидных композиций аминными отвердителями

1.1.2. Модификаторыотвердители изоцианатсодержащих систем.

1.2. Кинетика и механизм отверждения эпоксидных смол аминами.

1.2.1. Кинетика реакций взаимодействия эпоксидных групп с аминогруппами .

1.2.2. Механизм отверждения эпоксидных смол аминами

1.3. Реакции оксираисодержащих соединений с аминами

1.3.1. Реакции фенилглицидилового эфира с аминами
1.3.1.1. Взаимодействие ФГЭ с алифатическими аминами.
1.3.1.2. Взаимодействие ФГЭ с ароматическими аминами.
1.3.1.3. Взаимодействие ФГЭ с прочими аминопроизводными соединениями.
1.3.2. Реакции аллилглицидилового эфира с аминами
1.3.3. Взаимодействие пропиленоксида с аминами.
1.4. Применение глицидиловых эфиров и их производных в полимерах.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Характеристики исходных веществ и методы их очистки.
2.2. Методики синтезов исходных мономеров
2.2.1. Получение алканоламинов 1 на основе алифатических диаминов.
2.2.2. Получение алканоламинов на основе ароматических диаминов
2.2.3. Получение алканоламинов на основе алифатических аминоспиртов
2.2.3. Получение форполимера СКУ 7Л
2.3. Методика получения эпоксиангидридных композиций.
2.4. Методика получения полиуретанов.
2.5. Методы исследования.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Синтез алканоламинов на основе аокисей и аминов различного строения
3.1.1. Синтез алканоламинов на основе аокисей и алифатических диаминов.
3.1.2. Синтез алканоламинов на основе аокисей и ароматических диаминов .
3.1.3. Синтез алканоламинов на основе оксиранов и аминоспиртов
3.2. Модификация эпоксидных композиций алканоламинами.
3.2.1. Влияние алканоламинов на свойства эпоксиаминных композиций.
3.2.2. Влияние алканоламинов на свойства эпоксиангидридных композиций
3.3. Отверждение изоцианатсодержаших композиций алканоламинами.
3.3.1. Влияние строения алканоламинов на свойства полиуретановых эластомеров
3.3.2. Кинетика отверждения изоцианатсодержащих форполимеров лапрамолом Л4 и свойства полиуретановых эластомеров на их основе.
3.3.3. Влияние соотношения и природы алканоламинов и изоцианатсодержащих форполимеров на свойства полиуретановых эластомеров
3.3.4. Параметры пространственной сетки полиуретановых эластомеров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Представлены имеющиеся данные но синтезу, химическим свойствам и применению ГЭ и его производных. Во второй главе приведены характеристики использованных в работе соединений, методы синтеза, исследования свойств алканоламинов и разработанных на их основе эпоксидных и уретановых полимеров. В третьей главе представлены результаты работы и проведено их обсуждение. В приложении приведены структурные формулы синтезированных соединений. Благодарности. Автор выражает глубокую и искреннюю признательность научным консультантам к. Багрову Федору Венедиктовичу и к. Васильеву Эдуарду Пименовичу. Глава 1. В настоящее время основная тенденция развития промышленности полимеров заключается не столько в разработке новых полимеров, сколько в модификации известных материалов [9,,,], при которой получение полимерных материалов с необходимым комплексом свойств определяется со структурными их изменениями. Одним из наиболее эффективных и доступных путей получения полимерных материалов со специальными свойствами является направленная модификация структуры и свойств полимеров путем их модификации реакционноспособными мономерами и олигомерами [, ]. Особенно это актуально для эпоксидных и уретановых полимерных материалов. Эпоксидные полимеры до настоящего времени остаются наиболее перспективными среди других полимеров с точки зрения получения материалов с высокими физико-механическими свойствами []. Широкое применение диановых эпоксидных смол (ЭС) в х годах прошлого века потребовало разработки методов модификации и совершенствования свойств полимеров на их основе []. Основной задачей модификации, которую можно рассматривать как процесс целенаправленного изменения технологических и эксплуатационных свойств полимеров различными методами применительно к эпоксидным и другим сетчатым полимерам, является эластификация образующейся в процессе отверждения трехмерной полимерной матрицы. Для эластификации эпоксидных композитов применяются различные соединения, химическая природа которых весьма разнообразна. И-содержащие соединения (амины, амиды и их производные и др. Модификация эпоксидных композиций аминными отвердителями позволяет увеличить скорость, а также понизить температуру отверждения и повысить ударопрочность композиций []. Использование алифатических аминов различного строения позволяет получать эластичные эпоксидные материалы с повышенной водостойкостью и прочностными характеристиками. В качестве таких соединений используется смесь полиаминов, имеющих брутто-формулу: [Н2ЬТ(СН[Х]СН)П]2, где Х=Н, Ме или Ех, 2-алкилен С2-5; п=2- с сукцинимидом []. В работе [] изучено влияние октадециламина (5, , мас. ЯМР ! Н в широком температурном интервале. Показано, что аминные группы октадециламина связываются с молекулами эпоксидной смолы водородными связями. Блокирование части активных групп олигомера не может не сказаться на молекулярной подвижности исходной и отвержденной смол. Наличие модификатора в олигомере приводит к повышению температуры перехода из стеклообразного в вязкотекучее состояние, но понижает температуру стеклования отвержденной смолы. Сравнительное изучение чистой и модифицированной смол позволило установить, что модификатор растворяется в олигомере, не вступая с ним в химическое взаимодействие. Аминные группы октадециламина связываются с ЭД- достаточно прочными водородными связями, количество которых зависит от температуры. В литературе известно использование кремнийорганических аминов в качестве отвердителей эпоксидных олигомеров. Наиболее распространенными являются аминосилоксаны АГМ-3, АГМ-9 [], АСОТ-2 []. На основе данных кремнийорганических отвердителей разработаны эпоксидные композиции [, , ]. Введение в состав полимерной матрицы кремнийорганических отвердителей повышает адгезионную прочность, химическую стойкость и водоотталкивающие свойства, что позволяет рекомендовать их применение в эпоксиаминных композициях для защиты от коррозии металлоконструкций и трубопроводов. Эпоксидная смола отверждается этими отвердителями при низких температурах (°С и ниже) за достаточно короткое время.