РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Вихідні речовини та матеріали
В роботі використовували:
– епоксидіанові смоли марок ЕД-16, ЕД-20, ЕД-22 (ГОСТ 10587-84), які широко
застосовуються як базовий компонент в полімерних композиціях для захисних
покрить, герметиках та компаундах;
Таблиця 2.1.
Властивості незатверджених епоксидіанових смол
Марка смоли
Молекулярна маса
Вміст епоксидних груп, %
Вміст гідроксильних груп, %
Динамічна в’язкість при 25°С, Па•с
Час гелеутворення, год., не менше
ЕД-16
480-540
16,0-18,0
2,7
3,0
ЕД-20
390-430
20,0-22,5
1,8
12-25
4,0
ЕД-22
не більше 390
22,1-23,6
1,0
7-12
9,0
– полівінілпіролідон (ПВП) (МРТУ-42 3928-71) – з молекулярною масою 12000,
температурою розм’якшення 140-160°С, густиною при 20°С 1,19 г/см3;
– поліетиленполіаміни технічні (ПЕПА) (ТУ 6-02-594-70) – амінний затверджувач
для епоксидних смол, який використовують при низьких температурах, з густиною
1±0,05 г/см3 та затверджуючою здатністю відносно ЕД-20 не менше 60 хвилин;
– ацетон (ГОСТ 2603-79) ММ=58,08, tпл=-95,35єС, tкип=56,24єС;
– хлороформ (ГОСТ 20015-88) ММ=119,37, tпл=-63,5єС, tкип=58-61,5єС;
– порошок заліза металевого відновленого (ТУ 6-09-2227-72);
– порошок мармуровий (ГОСТ 23672-79);
– пісок кварцевий (ГОСТ 22551-77);
– каолін (ГОСТ 19608-74).
Методика одержання зразків
Для дослідження структурування, водо- та хімтривкості зразки композицій у
вигляді вільних плівок одержували у формочках діаметром 55 мм з
політетрафторетилену марки фторопласт-4 (ГОСТ 10007-80). Плівку від підкладки
відділяли скальпелем при невеликому нагріві.
Для імпедансних досліджень покриття наносили на пластини із сталі (Ст 3)
розміром 100ґ60ґ1,5 мм, для зняття фізико-механічних характеристик (адгезії
методом решітчастих надрізів і твердості) використовували пластини розміром
200ґ100ґ2 мм. Вимірювання внутрішніх напружень проводили на пластинах з пружної
високовуглецевої сталі розміром 120ґ20ґ1 мм.
Фторопластові форми та стальні пластини перед нанесенням полімерних покрить
механічно очищали дрібнозернистим шліфувальним папером, протирали тканиною,
змоченою ацетоном, і висушували.
Полімерні композиції готували наступним чином. ПВП просушували протягом 4 годин
при температурі 60°С в термошафі. Відповідну наважку ПВП розчиняли в хлороформі
і ретельно змішували з епоксидною смолою. Суміш нагрівали при температурі 90°С
протягом 2-3 годин при постійному перемішуванні. Затверджувач додавали
безпосередньо перед нанесенням композиції. На фторопластові чи металічні
підкладки композицію наносили аплікатором.
Затвердження епоксидної композиції проводили за наступними температурними
режимами:
а) при кімнатній температурі протягом 24 годин;
б) при кімнатній температурі протягом 24 годин з додатковою термообробкою
протягом 2 годин при температурі 90°С;
в) при температурі 90°С – 2 години.
Методика визначення кількості ПВП, що не вступив у реакцію з епоксидною смолою,
і розрахунку параметрів прищеплення
Даний метод базується на утворенні з кількісним виходом забарвленого комплексу
ПВП з йодом [69]. Дослідження проводили на фотометрі ЛФМ-72, використовуючи
світлофільтр з л=590нм. Для побудови градуювального графіка залежності оптичної
густини від концентрації ПВП застосовували розчини ПВП в дистильованій воді
відомої концентрації. З цією метою застосовували кювети з базовим числом
2·10-2м. Одну кювету заповнювали розчином, що складався з 4·10-3л розчину ПВП,
4·10-3л 0,4М лимонної кислоти та 5·10-3л розчину реагенту, який одержували
розчиненням 1,5·10-3кг J2 та 4,5·10-3кг KJ в 1л дистильованої води. Лимонну
кислоту додавали для підтримання рН=2,2, при якому, як відомо, одержаний
комплекс більш стабільний. Іншу кювету заповнювали контрольним розчином із
всіма реактивами без ПВП. По цій кюветі налаштовували кінець шкали фотометра,
що автоматично виключало з результатів вимірювань величину коефіцієнта
пропускання кювети та середовища. Після цього вимірювали оптичну густину
робочого розчину. Час вимірювання – до 10хв., так як при більш тривалому
використанні розчини дещо змінюють свою оптичну густину. Закон
Бугера-Ламберта-Бера дотримується в інтервалі вмісту ПВП до 0,1%.
Для визначення кількості ПВП, що вступив у реакцію з епоксидною смолою,
знаходили кількість незв’язаного ПВП в затвердженій композиції. Для цього
останню в кількості (1–5)·10-3кг тонко подрібнювали і екстрагували в 25мл
хлороформу протягом 48год. 20мл екстракту поміщали в ділильну воронку, додавали
20мл дистильованої води, перемішували протягом 10 хвилин і після розділення
шарів зливали нижній хлороформний шар.
ПВП, що не вступив в реакцію, повністю переходить у водну фазу. Вимірювали
оптичну густину цієї фази згідно вищеописаної методики та за градуювальним
графіком визначали кількість екстрагованого ПВП. Знаючи кількість ПВП у
вихідній композиції та екстракті, розраховували кількість зв’язаного ПВП.
Ефективність прищеплення (f) розраховували як співвідношення кількості
прищепленого ПВП (m1) до загальної кількості ПВП у вихідній композиції (m):
(2.1)
Ступінь прищеплення (P) визначали як співвідношення кількості прищепленого ПВП
до загальної маси полімеру (М):
(2.2)
Визначення вмісту гель-фракції в полімерних плівках
Метод визначення ступеня структурування полімерних композицій за вмістом в
плівці гель-золь-фракції базується на здатності розчинної частини плівки
(золь-фракція), не зв’язаної в полімерну сітку (гель-фракція), вимиватися
органічним розчинником [131]. Для дослідження використовували вільні плівки,
отримані наливом тонкого шару полімерної композиції на фторопластову пластину.
Вміст гель-фракції визначали шляхом екстракції попередньо под
- Київ+380960830922