РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ РЕЧОВИНИ, МЕТОДИКИ АНАЛІЗІВ І ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Характеристика вихідних речовин
Для дослідження стаціонарної та нестаціонарної кінетики полімеризації (постполімеризації) диметакрилатів у роботі використовували наступні мономери:
- етиленглікольдиметакрилат (ДМЕГ) формули
M-O-CH2-CH2-O-M,
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Fluka" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 97 %, молекулярна маса (Mr) = 198,22, густина (d420) = 1,050 г/см3, показник заломлення (nd20) = 1,454, температура кипіння (Tкип) = 98 ? 100 0С.
- 1,4-Бутандіолдиметакрилат (БДМК) формули
M-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O-M,
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Aldrich" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 95 %, молекулярна маса (Mr) = 226,28, густина (d420) = 1,023 г/см3, показник заломлення (nd20) = 1,456, температура кипіння (Tкип) = 132 ? 134 0С.
- Триетиленглікольдиметакрилат (ТГМ-3) формули
M-O-(CH2-CH2-O-)3-M,
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Fluka" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 99 %, молекулярна маса (Mr) = 286,33, густина (d420) = 1,125 г/см3, показник заломлення (nd20) = 1,456, температура кипіння (Tкип) = 125 ? 127 0С.
- 4,7,9,12,15,17,20-Гептаокса-2,22-диметил-1,22-трикозадієн-3,8,16,21-тетраон (ОКМ-2) формули
M-O-CH2-CH2-O-C(O)-O-(CH2-CH2O)2-C(O)-O-CH2-CH2-O-M,
а також
- ?,?-диметакрилоїл(тридиетиленоксидтерефталат) (МГФ-9) формули
M-O-(CH2CH2O)3-C(O)-C6H4-C(O)-(OCH2CH2)3-O-M,
де М = C(O)-C(CH3)=CH2.
були надані для роботи пров. наук. співр., канд. хім. наук Заіченко О. С. (кафедра органічної хімії, Національний університет "Львівська політехніка").
Для дослідження міцністних характеристик клейових з'єднань використовували 2,3-епоксипропілметакрилат (гліцидилметакрилат, ГМК) формули
,
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Fluka" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 97 %, молекулярна маса (Mr) = 142,16, густина (d420) = 1,075 г/см3, показник заломлення (nd20) = 1,450, температура кипіння (Tкип) = 192 ? 197 0С.
Попередню очистку мономерів проводили за методикою [51] змішуванням мономерів з попередньо активованим порошком Al2O3 і подальшим його центрифугуванням.
Для ініціювання процесу фотополімеризації використовували 2,2-диметокси-1,2-дифенілетан-1-он (IRGACURE 651) формули
,
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Fluka" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 98 %, молекулярна маса (Mr) = 156,30, густина (d420) = 1,210 г/см3, температура плавлення (Tпл) = 67 ?71 0С.
УФ-спектр поглинання даного фотоініціатора характеризується двома максимумами, перший з яких зумовлений поглинанням фенільної групи в області ? ? 300 нм (???* перехід), а другий - в області поглинання карбонільної групи 310-340 нм як результат n-? переходу (див. рис. 2.1).
Рис. 2.1. Спектр поглинання фотоініціатора IRGACURE 651 при концентраціях: 0,05 (1), 0,10 (2) % за масою. Розчинник - хлороформ.
Авторами роботи [90] за методом ядерного магнітного резонансу (1H та 13С) встановлено, що фотоліз ініціатора проходить за ?-механізмом з утворенням бензоїл- та бензоїлкетального радикалів (див. рівняння 2.1), а також виявлено утворення метильного радикалу з бензоїлкетального:
(2.1)
Для дослідження впливу різних за природою додатків на кінетику постполімеризації ОКМ-2, використовувалися:
- диоктилфталат (ДОФ) формули
марки "х. ч.", замовлений за каталогом хімічних речовин "Fluka" з наступними характеристиками: вміст основної речовини ? 98 %, молекулярна маса (Mr) = 390,56, густина (d420) = 0,980 г/см3, показник заломлення (nd20) = 1,487.
- Олігопероксид (ОПО) складу ВА(2)-ВЕП(3)-БАК(5)
з усередненою молекулярною масою Mn = 1200 та його комплекси з йонами Cu2+ та Cr3+.
Як додатки до фотополімеризаційної системи на основі ГМК при дослідженні міцністних характеристик клейових з'єднань використовували:
- епоксидну діанову смолу неутверднену ЕД-20 з епоксидним числом (е.ч.) 20,0 % та середньо-числовою молекулярною масою (Мn) = 390;
- олігопероксид складу ВА(2)-ВЕП(3)-БАК(4)-ГМ(1)
з усередненою молекулярною масою Mn = 1200;
- олігопероксид складу ВА(2)-ВЕП(3)-ГМ(5)
з усередненою молекулярною масою Mn = 1200.
Всі олігопероксиди були синтезовані і надані для роботи науковою групою під керівництвом пров. наук. співр., канд. хім. наук Заіченко О. С. (кафедра органічної хімії, Національний університет "Львівська політехніка").
Дослідження міцністних характеристик клейових з'єднань проводили з використанням сталевих пластин (листова сталь марки БСт2Кп, 40К).
Для обробки поверхні металевих пластинок при дослідженні міцністних характеристик клейових з'єднань використовували:
- ортофосфорну кислоту H3PO4 марки "х. ч.";
- ацетон CH3-C(O)-CH3 марки "х. ч."
Для створення інертної атмосфери при дослідженні міцністних характеристик клейових з'єднань використовувався аргон Ar марки "х. ч." з вмістом основної речовини ? 99 %.
2.2. Методики проведення експерименту
2.2.1. Методика дослідження кінетики стаціонарної полімеризації. Фотоініційовану полімеризацію вивчали за методом лазерної інтерферометрії (один із методів дилатометрії) [91] з використанням установки, принципова і геометрична схеми якої приведені на рис. 2.2 і рис. 2.3 відповідно.
Рис. 2.2. Принципова схема приладу для лазерної інтерферометрії.
Тут: 1 - термостатуюча металева підкладка;
2 - кварцове скло;
3 - мономерна композиція:
4 - покривне медичне скло;
5 - лазер (ЛГН-207А);
6 - джерело УФ-опромінення (ртутно-кварцова лампа ДРТ-400);
7 - фотоприймач;
8 - підсилювач;
9 - автоматичний потенціометр (КСП-4-014);
a - падаючий лазерний промінь;