Щелочестойкие эпоксидные композиты

• Автор: Кондратьева, Елена Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОТВЕРЖДНИЯ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ.

1.1. Отвсрдитслн эпоксидных смол сшивающего

1.2. Отвсрдители эпоксидных смол катализаторами инициаторами ионной полимеризации.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристики применяемых материалов

2.2. Методы исследовании, приборы и установки.

2.3. Методы обработки экспериментальных данных

ГЛАВА 3. СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВОГО ОТВЕРДИТЕЛЯ 3ДМАП

3.1. Оценка применимости 3ДМАП в качестве отвердитсля эпоксидных смол.
3.2. Влияние количества отвердителя на физикомеханические свойства эпоксидной матрицы
3.3. Влияние пластификации на адгезионную
прочность эпоксидной матрицы, отвержденной 3ДМАП.
3.4. Влияние объемною содержания наполнителя
на прочностные свойства эпоксидной композитов.
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4.СТОЙКОСТБ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ СТЕПЕНИ НАПОЛНЕНИЯ И ВИДА ОТВЕРДИТЕЛЯ.
4.1. Механизм действия агрессивной среды на полимерные композиты
4.2. Оценка защитных свойств но изменению внешнего вида композита
4.2.1. Влияние вида огвердителя на внешний вид эпоксидных композитов, подвергающихся воздействию щелочных и кислотных сред.
4.2.2. Влияние количества наполнителя на внешний вид эпоксидных композитов, подвергающихся воздействию щелочных и кислотных сред.
4.3. Оценка защитных свойств по изменению механических
характеристик композита в щелочных и кислотных средах.
Выводы по главе4
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ.
5.1. Классические кинетические закономерности.
5.2. Кинетика массопоглощсния.
Выводы по главе 5.
ГЛАВА 6. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НОВОГО
ОТВЕРДИТЕЛЯ 3ДМАП ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОКРЫТИЙ
Выводы по главе 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Алифатические амины вступают в реакцию с эпоксидными группами при комнатной температуре и, вследствие своей высокой активности, обеспечивают жизнеспособность композиций в пределах 1 - 3 часов [,,,]. Н2Ы—(СН2—СН2—ЫН) п—(СН2) 2—ЫН2, где п = 1 - 4. К их недостаткам следует отнести токсичность, большой экзотермический эффект, который приводит к местным перегревам и образованиям внутренних напряжений и пор. Для устранения этих недостатков отверждение проводят аддуктами (продуктами взаимодействия избытка амина с эпоксидными олигомерами), которые не только облегчают работу с ними, но и улучшают некоторые свойства продуктов реакции (например, эластичность). В результате получаются продукты с хорошими механическими свойствами []. Отвердителями эпоксидных смол могут служить продукты реакции алифатических полиаминов с кетонами (кетимины) [3]. Композиции, содержащие кетнминовые отвердители, отличаются низкой вязкостью и достаточно большой жизнеспособностью. Для ускорения отверждения также рекомендуется добавлять фенол, воду и полиамины. Ароматические полиамины (м - фенилендиамин, диамииодифенилметан, днаминодифенилсульфон) в качестве отвердитслсй применяются реже. Они обладают более низкой реакционной способностью по сравнению с алифатическими полиаминами. Отверждение таких систем протекает медленно и требует нагрева до 0° С. Преимущества ароматических аминов особенно проявляются при получении эпоксидных связующих и стеклопластиков. Связующие с такими отверди-телямн позволяют изготавливать изделия из стеклопластиков всеми известными методами: намоткой, прессованием, протяжкой, пропиткой под давлением и др. Конструкционные материалы получаются с повышенными физико-механическими свойствами и отличаются химической стойкостью. Поскольку ароматические амины являются твердыми веществами, то их применение в жидких композициях затруднено. Лиииаидиа. Дициандиамин реагирует с эпоксидными и гидроксильными группами по всем азотосодержащим группам [1]. Одновременно с этими реакциями проходит полимеризация по эпоксидным группам, катализируемая третичным атомом азота, образующегося при отверждении. Жизнеспособность порошковых красок на основе ДЦДА составляет около 6 месяцев, а их отверждение протекает быстро при нагревании. Полиаминомиды получаются в результате реакции поликонденсации алифатических полиаминов с одно- или двухосновными дикарбоиопыми кислотами. Их используют в качестве основного отвердителя эпоксидных смол в лакокрасочных материалах. Реакция отверждения может быть предствлена как взаимодействие двух полимеров с образованием пространственной структуры, которая значительно ниже, чем у полиаминов. Однако существенными преимуществами полиамидов по сравнению с полиаминами является их малая токсичность, низкий экзотермический эффект [] процесса отверждения, обеспечение высокой жизнеспособности эпоксидных композиций, позволяющая изготавливать достаточно толстостенные и крупногабаритные изделия из литых полимеров и стеклопластиков [], а также возможность варьированием соотношения эпоксидный олигомер - отвердитсль в широких пределах (без ухудшения свойств), чем в случае применения других отверждающих агентов. Они обеспечивают высокую эластичность и ударную вязкость отвержденных продуктов. Полиамиды отличаются высокой износо- и абразивостойкостью, хорошими антифрикционными свойствами и стойкостью к атмосферным ыоздействиям и многим химическим рсаплгтам. Вследствие склонности к гидролизу, особенно в кислых средах, полиамиды нестойки в кислотах. В воде сильно набухают, что влияет на их механические свойства. К недостаткам полиаминоамцда так же можно отнести нехватку сырья для его изготовления []. Сшивающие отвердитсли кислотного типа. Для отверждения эпоксидных олигомеров часто используют ангидриды дикарбоновых кислот, которые взаимодействуют с гидроксильными группами макромолекул, образуя сложно-эфирную связь. В результате этого появляется свободная карбоксильная группа, содержащая подвижный атом водорода, способный реагировать с эпоксидной группой, образуя новую гидроксильную группу.