Разработка композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных олигомеров с улучшенными свойствами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат технических наук Хоанг Тхе Ву

• Хоанг Тхе Ву
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хоанг Тхе Ву

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Отверждение эпоксидных смол

1.1.1. Отверждение эпоксидных олигомеров аминами

1.1.2. Исследование процесса отверждения эпоксидных смол 1О

1.2. Модификация эпоксидных олигомеров

1.2.1. Упрочнение эпоксидных композиционных материалов эластомерами

1.2.2. Влияние способов введения каучуков на свойства эпоксидных полимеров

1.2.3. Адгезионные свойства эпоксидно-каучуковых полимерных композиций

1.2.4. Сополимер малеинового ангидрида

1.2.5. Модификация эпоксидных смол кремнийорганическими соединениями

1.3. Влияние наполнителей на свойства эпоксидных полимеров

1.3.1. Поверхностное взаимодействие наполнителя и эпоксидных материалов

1.3.2. Влияние наполнителей на физико-механические свойства эпоксидных композиционных материалов

2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования

3. Результаты и их обсуждение

3.1. Отверждение эпоксидных олигомеров

3.2. Модификация эпоксидных олигомеров эластомерами 55 3.2.1. Влияние малеинизированного полибутадиена на свойства эпоксидных композиционных материалов

3.2.2. Влияние малеинизированного полибутадиена на процесс отверждения

3.3. Модификация эпоксидных смол кремнийорганическими соединениями

3.4. Влияние наполнителей на свойства эпоксидных композиционных материалов

4. Практическая значимость

5. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных олигомеров с улучшенными свойствами»

Композиционные материалы на основе эпоксидных олигомеров нашли широкое применение благодаря высокой адгезии, высокой теплостойкости, малой усадке при отверждении и ряду других ценных свойств, что обеспечило их широкое использование в качестве герметизирующих составов, ремонтных материалов, компаундов и т.д.

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.

Одним из способов регулирования свойств эпоксидных композиций является введение модификаторов. Использование модификаторов позволяет направленно изменять структуру эпоксидных композиций, которая наряду с параметрами эксплуатации определяет прочностные характеристики.

В настоящее время существуют достаточно эффективные модификаторы для эпоксидных связующих, наиболее распространенными из которых являются эластомеры. В отличие от других модификаторов эластомеры позволяют повысить ударные характеристики, понизить хрупкость материалов. Введение эластомеров в состав композиционных эпоксидных материалов позволяет регулировать свойства конечных материалов в широких пределах. Однако, эластомерные модификаторы плохо совмещаются с эпоксидными олигомерами, поэтому в настоящей работе использовались каучуки, содержащие реакционноспособные полярные группы.

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 и регулирование процессов отверждения и физико-химйческих свойств эпоксидных олигомеров;

- Изучение влияния модификаторов различной природы на процесс отверждения эпоксидных олигомеров и структуру образующейся полимерной сетки.

- Разработка композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных олигомеров с улучшенными свойствами.

1. Обзор литературы

Заключение диссертации по теме «Технология и переработка полимеров и композитов», Хоанг Тхе Ву

5. Выводы

1. На основании проведенных исследований созданы методы модификации эпоксидных олигомеров с использованием органических и кремнийорганических соединений. Разработаны композиционные материалы на основе модифицированных эпоксидных олигомеров с регулируемым комплексом свойства.

2. Изучено влияние малеинизированого олигобутадиена различного состава на реокинетику, глубину отверждения и параметры структурной сетки эпоксидных полимеров. Установлено, что введение в состав эпоксидных олигомеров малеинизированного олигобутадиена, содержащего 15% малеиновых групп, приводит к улучшению комплекса физико-механических и технологических свойств и к интенсификации процесса отверждения.

3. Исследовано влияние алкоксисиланов на процесс формирования сетчатого полимера и на технологические свойства эпоксидных олигомеров. Показано, что на начальной стадии отверждения алкоксисиланы ведут себя как активные разбавители, а на более глубоких стадиях отверждения входят в состав сетки, что приводит к улучшению адгезии, повышению термостойкости и снижению водопоглощения.

4. Показано, что наиболее эффективное влияние на свойства и на процесс формирования сетчатых структур оказывает совместное введение малеинизированого олигобутадиена и алкоксисилана.

5. Изучена зависимость свойств эпоксидных полимеров от природы наполнителей, установлено влияние кислотно-основных характеристик поверхности наполнителей на свойства эпоксидных композиционных материалов.

6. Разработаны композиционные материалы на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, изучен комплекс их физико-механических и эксплуатационных свойств. На предприятии ЦКТБП проведены исследования компаунда на основе эпоксидного олигомера ЭД-20. По результатам испытаний на предприятии ЦКТПБ материал был рекомендован в качестве композитов и герметиков для защиты оборудования, работающего в жестких условиях эксплуатации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хоанг Тхе Ву, 2009 год

1. Благонравова А. А., Непомнящий А. И. Лаковые эпоксидные смоы. - М.: Химия, 1970, - 248 с.

2. Строганов В. А. Молекулярная подвижность в эпоксидных олигомер-полимерных системах. Черноголовка, ИХФ, 1997. - 34 с.

3. Хозин В. Г. Усиление эпоксидных полимеров. Казань, ПИК "Дом печати", 2004. - 446с.

4. Пат. 249636 (СССР). Способ отверждения эпоксидных смол. Заявл. 22.1.68. МКИС 08 G 59/50.

5. Лапицкий В. А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. -М. Химия, 1986, 87с.

6. Itakura I., Patat F., Macromol. Chem., 68, 158 1963

7. Wittman E., Ber. Bunsangens. Phisik. Chem., 67, 817 1963

8. Зайцев Ю.С., Кочергин Ю.С., Пактер M.K., Кучер Р.В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. Киев: Наукова думка, 1990, 198 с.

9. Dobas I., Eichler J., Klaban J. Coll. Czech. Chem. Comm., 1975, vol. 40, N-10, p. 2989-2997.

10. Acitelli M. A., Prime R. В., SacherE. Polymer, 1971, vol. 12, p. 113-116.

11. Малкин А. Я., Куличихин С. Г. Реология в процессах образования и превращения полимеров. -М.: Химия, 1985, 240 с.

12. Берштейн В. А., Егоров В. М. Дифференциальная сканирующая „ калориметрия в физикохимии полимеров. Л.: Химия, 1990.

13. Уэндландт У. Термические методы анализа / пер. с англ. Под ред. Степанова В. А. и Бернштейна В. А. М.: Мир, 1978, 526 с.

14. Куличихин С. Г., Горбунова И. Ю., Кербер М. Л., Самардуков Е. В. Высокомолек. Соед. Б. 1995. Т. 37. №3. с.535.

15. Tobolsky А. V., Carlson D. W., Indictor I. Polymer Sci., 1961, vol 54, № 159, p. 175- 192.

16. Murayma Т., Bell J. P. Polymer Scie., 1970, pt. A-2, vol. 8, № 3, p. 437 445.17