Главная --> Справочник терминов


Эпоксидных компаундов Эпоксидные олигомеры представляют собой соединения общей формулы

Эпоксидные олигомеры (смолы) при определенных условиях в присутствии отвердителей (или без них) способны переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Эпоксидные олигомеры получаются по реакции эпихлоргидрина с полиспиртами, полиаминами, фенолами- и другими соединениями, с двумя и более подвижными атомами водорода. Наибольшее техническое значение из них имеет 4,4-диоксидифенилпропан (дифенилолпропан).

В промышленности эпоксидные олигомеры получают периодическим и непрерывным способами.

По непрерывной схеме эпоксидные олигомеры получают поликонденсацией в растворе и на поверхности раздела двух несмешивающихся фаз.

Жидкие эпоксидные олигомеры (ЭД-20, ЭД-16) термопластичны, но вследствие наличия реакцион-носпособных эпоксидных и гидроксильных групп отверждаются при введении специальных отверди-телей (амины, ангидриды дикарбоновых кислот, карбоновые кислоты, изоцнанаты, некоторые полимеры и др.).

Твердые эпоксидные олигомеры способны от-верждаться при высоких температурах и в отсутствие отвердителей.

Эпоксидные олигомеры применяются для производства электроизоляционных, заливочных и пропиточных лаков и компаундов, клеев.

Эпоксидные олигомеры используются также в качестве связующих для стеклопластиков (они имеют хорошую адгезию к стеклянному волокну, малое водопоглощение и химическую стойкость).

Твердые эпоксидные олигомеры применяются для получения химически- и атмосферостойких лакокрасочных покрытий. На их основе готовят грунтовые массы, эмали и лаки и др.

При взаимодействии диэпоксидов с карбоновыми кислотами, аминами, фенолами, спиртами и другими соединениями, функциональные группы которых содержат подвижные атомы водорода, получаются полиэфиры или эпоксидные олигомеры:

Эпоксидные олигомеры представляют собой достаточно разнообразные продукты по своей природе, молекулярной массе, внутри- и межмолекулярному взаимодействию и т. д. Поэтому характер молекулярных движений в них определяется самыми разными обстоятельствами. В частности, температурная зависимость Т2 имеет весьма своеобразный вид. Ниже температуры стеклования Тс олигомеров, как правило, наблюдается одно время релаксации—около 10 мкс, выше Тс в некотором интервале температур имеются два Т2, различающиеся в 4—5 раз. При дальнейшем повышении температуры в исследуемых образцах вновь обнаруживается одно Т2, достигающее десятых долей секунды. Такая сильная зависимость Т2 от температуры приводит к тому, что изменение Т2 в процессе отверждения ЭД-20 во многом определяется температурой реакции. Образование сшитой полимерной структуры при отверждении эпоксидных олигомеров резко ограничивает молекулярные движения. Поэтому величина Т2 в отвержденных продуктах при обычных температурах составляет всего около 10 мкс.

отсутствии пор D возрастает в 1,2—1,6 раз, как этого можно ожидать за счет увеличения длины пути, а растворимость в пересчете на полимер изменяется мало. Для большинства стекло-образных непластифицированных эпоксидных компаундов при средних значениях vz коэффициент диффузии составляет около Ы0-9см2/с.

Эпоксидные смолы хорошо совмещаются с другими олиго-мерами и, кроме того, могут отверждаться соединениями различных типов. Это дает возможность сравнительно просто получать на основе эпоксидных олигомеров разнообразные компаун-Ды, свойства которых изменяются в широких пределах [1 —10]. Недостаток большинства эпоксидных компаундов сравнительно невысокие температуры эксплуатации, что приводит к невозможности их применения в изделиях, работающих в жестких условиях.

Одним из основных требований к компаундам является обес печение хорошей герметичности и монолитности конструкци i. т. е. компаунды должны быть непористыми и обладать хороше! адгезией к герметизируемой конструкции. Большое значение имеет также взаимодействие компаунда с залитыми деталями так как во многих случаях последние выходят из строя по; влиянием механического или физико-химического взаимодейст вия с компаундами. В одной небольшой главе невозможно рассмотреть все вопросы, связанные с применением и свойствами эпоксидных компаундов. Кроме того, состав, свойства и применение компаундов подробно описаны в ряде монографий [1 —10 j Поэтому здесь мы ограничимся кратким описанием основных типов эпоксидных компаундов и рассмотрением некоторых физико-химических явлений, наиболее важных для материалов списываемого типа и для их применения.

Составы эпоксидных компаундов чрезвычайно разнообразны, {еобходимыми компонентами являются эпоксидная смола и от-;ердитель. В качестве эпоксидных смол часто применяют низко-юлекулярные олигомеры ЭД-20 и ЭД-16, позволяющие полу-ять компаунды со сравнительно небольшой вязкостью. Для ластичных компаундов, температура стеклования которых ниже ;омнатной температуры, используют смолы типа ПДИ-ЗАК. 3 последнее время для получения компаундов со специальными :войствами начинают применять эпоксидные олигомеры других 'ипов, например алициклические смолы для трекингостойких ммпаундов и эпоксидно-новолачные смолы для термостойких юмпаундов.

В качестве флексибилизаторов обычно применяют низкомолекулярные каучуки и другие линейные соединения с реакцион-иоспособными концевыми группами; часто используют также алифатические эпоксидные смолы, примером которых может служить ДЭГ-1. Кроме того, для флексибилизации эпоксидных смол применяют различные олигомеры, способные вступать а реакцию с эпоксидными группами, некоторые отвердители, применяемые иногда для увеличения эластичности эпоксидных компаундов [20].

Большое влияние на свойства эпоксидных компаундов оказывает совместимость пластификатора с отвержденными полимерами, а также способность пластификаторов к диффузии в полимере. При создании композиций следует учитывать тот факт

Если же несовместимость возникает после гелеобразования i новая фаза не может выделиться, то система становится тер-юдинамически неравновесной, что может привести, например, ; выпотеванию низкомолекулярных пластификаторов и неста-шльности свойств системы во времени. Это особенно харак-рерно для низкомолекулярных химически инертных пластифика-•оров, растворимость которых в отвержденном эпоксидном поли-iepe невелика, а коэффициенты диффузии достаточно велики. 1оэтому инертные низкомолекулярные пластификаторы приме-иются для эпоксидных компаундов сравнительно редко, в ос-;овном для компаундов холодного отверждения, где они служат 'акже для снижения вязкости компаунда.

Наполнители вводят в компаунды для увеличения их модуля 'пругости и твердости, а также уменьшения ТКР. Механизм 'силивающего действия порошкообразных наполнителей весьма ложен и полностью не выяснен. Усиливающее действие зависит 'Т взаимодейс*вия полимер — наполнитель, от формы частиц на-юлнителя, их способности образовывать пространственные труктуры и от других факторов. В качестве наполнителей ис-юльзуют различные неорганические вещества [3], размеры час-иц которых обычно колеблются от десятых до тысячных долей 'иллиметра. Максимально возможное количество наполнителя 1 системе определяется максимально возможной вязкостью ком-юзиции, так как при применении наполнителей, особенно высо-;одисперсных, вязкость компаунда сильно возрастает. Обычно в поксидные композиции вводят до 200—300 масс. ч. наполни-еля. На рис. 6.2 приведены характерные зависимости модуля '"ругости и прочности эпоксидных компаундов от содержания 'аполнителя [3, с. 175]. Следует иметь в виду, что данные раз-:ичных авторов о влиянии наполнителя и особенно состояния то поверхности в некоторых случаях расходятся.

Некоторые свойства эпоксидных компаундов, которые можно назвать «структурно-нечувствительными» — плотность и диэлектрическая проницаемость, зависят главным образом от объемной доли наполнителя vz. Такие характеристики, как модуль упругости, занимают промежуточные положения. Структурно-дувствительные характеристики определяются не общей долей дефектов и3, а их структурой. Например, если в компаунде образуется непрерывная сеть микротрещин, объем которых может быть небольшим (и3<0,01), как это наблюдается в наполненных эпоксидных компаундах при термостарении или при неудачном режиме отверждения, то электрическая прочность снижается в 10 раз, а газопроницаемость — на несколько порядков. В то же время содержание закрытых пор до и3 = = 0,10—0,15 сравнительно мало влияет на эти параметры, хотя заметно уменьшает длительную электрическую прочность. Следует иметь в виду, что электрическая прочность всех стеклообразных эпоксидных полимеров находится на одном уровне, и различие между компаундами по этому показателю появляется именно из-за структурных дефектов. Широкое применение эпоксидных компаундов в значительной мере обусловлено именно возможностью получать на их основе материалы с малым количеством макродефектов. Отклонения от технологического режима также проявляются в изменении макроструктуры, что и приводит к изменению характеристик компаунда.

В настоящее время процессы образования пор при изготовлении эпоксидных композиций исследованы совершенно недостаточно, что затрудняет разработку технологии и обусловливает нестабильность характеристики материала. Основным источником пористости в эпоксидных компаундах является наличие в исходных материалах веществ с высоким парциальным давлением, а также усадка полимера. Для большинства эпоксидных компаундов выделение при отверждении летучих ве-Ществ (в отличие от компаундов других типов) не характерно и поэтому здесь рассматриваться не будет. В зависимости от технологии применения компаунда механизм образования пор может быть различным. Следует иметь в виду, что формирование пористости происходит тогда, когда полимер находится в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии. После перехода в стеклообразное состояние полимер не способен к большим деформациям, и поры не образуются. Однако в стеклообразном наполненном полимере возникают большие внутренние напряжения [27], которые в некоторых случаях могут привести к образованию системы микротрещин, пронизывающих весь ма-Териал. Образование такой системы трещин свидетельствует

или в компаундах, отвержденных в замкнутых объемах, зарождение пор может быть облегчено за счет существования отрицательного давления, возникающего в отверждающемся полимере в результате его усадки при сохранении адгезии к наполнителю и стенкам. Выше было показано, что для обычных эпоксидных смол, отверждаемых аминами, усадка составляет около 6—7% (об.), причем из них 3—4% приходится на усадку в жидком состоянии. Если объем компаунда не может свободно уменьшаться, это может привести к возникновению значительных отрицательных давлений и появлению пор. Пористость и3, возникающая в результате усадки, в случае эпоксидных компаундов невелика и не превышает 2—3%. Отсюда очевидны преимущества отверждения компаунда даже при небольших внешних давлениях, позволяющих компенсировать отрицательное давление, возникающее за счет усадки.




Экспериментально определенной Эффективными реагентами Эксплуатация установки Эксплуатации оборудования Эксплуатации установки Эксплуатационные показатели Экспоненциальное распределение Экстрагируют абсолютным Экстрагируют несколькими

-
Яндекс.Метрика