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.

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.