РАЗДЕЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Обоснование и характеристика объектов исследований
В качестве объектов исследования были использованы ЭО диглицидилового эфира
бисфенола А (диана) представляющие собой промышленные и опытно-промышленные
смолы, основные свойства которых приведены в таб. 2.1.
Таблица 2.1
Свойства эпоксидно-диановых смол
Наименование показателя
Марка смолы
ЭД-22
ЭД-20
ЭД-16
ЭД-13
ЭД-8
ЭД-4К
Массовая доля эпоксидных групп, %
23,2
21,4
17,3
13,5
8,7
4,7
Молекулярная масса
370
402
497
637
985
1830
Динамическая вязкость, Па•с,при
25°С
7-12
16-22
-
50°С
5-18
40-60
В качестве гибких эпоксидных смол применяли продукты взаимодействия
олигомера УП-554 с эпоксидиановой и эпоксиалифатической смолой
(соответственно смолы УП-563 и УП-599), а также блок-олигомер
диглицидилового эфира параоксибензойной кислоты и диэтиленгликольсебацианата
(смола УП-680). Отвердителями служили широко применяемые на практике
диэтилентриаминометилфенол марки УП-583, полиэтиленполиамин (ПЭПА),
триэтилентетрамин (ТЭТА), диэтилентриамин (ДЭТА), полиамидная смола ПО-300, а
также полиоксипропилентриамин Т-403 торговой марки Джеффамин (производство
компании Huntsman Chemicals). Отверждение проводили по режимам I (22°С/240ч),
II (22°С/240ч+120°С/Зч). В качестве модификаторов ЭО использовали жидкие
каучуки, представляющие собой карбоксилированные сополимеры олигобутадиена с
акрилонитрилом (табл.2.2.), а также полисульфидный каучук (тиокол марки I с
вязкостью при 25°С 28 Па•с, содержанием сульфгидридных групп 3,1%),
полидиметилсилоксановый каучук СКТН марки А с концевыми гидроксильными группами
и показателями свойств, соответствующими ГОСТ 13855-73, а также
политетраметиленоксид с молекулярной массой 2000. Совмещение тиокола и
политетраметиленоксида со смолой ЭД-20 проводили при нагревании до температур
60-100°С и тщательном перемешивании. Совмещение карбоксилатных
олигобутадиеновых каучуков с эпоксидными смолами с целью обеспечения
максимального эффекта модификации осуществляли путем проведения предварительной
реакции этерификации между эпоксидными и карбоксильными группами при 160°С в
течение 2ч [145-147], т.е. осуществляли химическое связывание молекул эпоксида
с каучуком.
В качестве кардовых полигетероариленов для отверждения ЭО были использованы
продукты синтеза полиамид анилинфлуорена и изофталевой кислоты (полиамид ПА-10)
с характеристической вязкостью в диметилформамиде 0,7 дл/г и полиэфир
терефталевой кислоты и фенолфталеина (полиарилат Ф-2) с молекулярной массой
4Ч104.
Таблица 2.2
Свойства эластомерных модификаторов
Марка каучука
Молек. масса
Содержание акрилонитрила, %
Количество карбоксильных групп, %
Параметр растворимости (МДж/м3)0.5
СКД-КТРА
2800
2,90
7,7
СКН-14КТРА
3200
14,7
2,84
8,3
СКН-30КТРА
3200
27,3
2,97
8,7
В качестве дисперсных минеральных наполнителей были использованы кварц
пылевидный молотый, двуокись титана, окись хрома, омиакарб, нитрид бора, графит
и металлический порошок железа.
2.2. Методы экспериментальных исследований
В работе использовали следующие методы исследования. Предел прочности при
растяжении ур и деформацию при разрыве ер для пленочных образцов определяли на
приборе типа Поляни с жестким динамометром и автоматической регистрацией
измеряемых величин [148]. На этом же приборе исследовали процесс релаксации
напряжений. Объекты исследования представляли собой пленки толщиной ~100 мкм,
полученные при отверждении эпоксидных композиций между двумя полированными
поверхностями металлических плит, покрытых тонким слоем антиадгезива. Параметры
ур и ер для блочных образцов стандартных размеров по ГОСТ 11262 (ТИП 2)
определяли на испытательной универсальной машине UTS-10 (ФРГ) при скорости
растяжения 10 мм/мин (1,67-10-4 м/с). Модуль упругости Е рассчитывали по
наклону начального участка кривой растяжения у - е.
Мерой работы растяжения Ар служила площадь под кривой растяжения. Температуру
стеклования Тс определяли на установке [149] при постоянной растягивающей
нагрузке 1 МПа.
Релаксационные свойства при динамических нагрузках (тангенс угла механических
потерь tg б и динамический модуль сдвига G|) измеряли с помощью крутильного
маятника МК-1 на образцах размерами 75х10x0,5 мм. Частота колебаний составляла
1Гц. Температура в процессе измерений поддерживалась постоянной с точностью ±
1°С.
Электронно-микроскопические исследования выполнены на электронном микроскопе
УЭМВ – 100К методом двухступенчатых реплик с хрупкого скола.
Теплофизические свойства (температуры начала реакции (Тн), максимальной
скорости реакции (Тм) и тепловой эффект (Q)) определяли методом
дифференциальной сканирующей калориметрии на блоке Dual Sample 912
термоаналитического комплекса DuPont 9900. Образец массой 10 мг помещался в
алюминиевый поддон в открытом виде и подвергался нагреванию до 230°С со
скоростью 10°С/мин 2 раза. При первом нагреве фиксировался процесс отверждения
и определялись величины Q, Тн и Тм, а при повторном нагреве определялась
температура стеклования, отвержденных при первом нагреве образцов.
Предел прочности при сжатии усж определяли по ГОСТ 14651, удельную ударную
вязкость по ГОСТ 4647.
Адгезионную прочность клеевых соединений стальных образцов (Ст.3) при сдвиге фв
и отрыве уотр определяли по ГОСТ 14759 и ГОСТ 14760 соответственно.
Выводы по разделу 2
2.1 В качестве объектов исследования были использованы эпок
- Київ+380960830922