Структура и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол
Другие рефераты
Структура и адгезионные свойства отверждённых
эпоксидных смол
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение…………………………….……………………………… ………….….…. |2 |
|1. Структура и свойства эпоксидных смол…………………………….……….…. |3 |
| Получение эпоксидных смол ...…………….…………………………….…... |3 |
| Структура и свойства неотверждённых смол……….………………….……. |7 |
|2. Отверждение эпоксидных смол, их структура и свойства в | |
|отверждённом |10 |
|состоянии……………………………………………………………………………. | |
| 2.1. Оверждение эпоксидных смол………………………………………………... |10 |
| 2.2. Структура и свойства отверждённых эпоксидных |16 |
|смол……………………. | |
|3. Теоретические основы адгезии и экспериментальные методы | |
|определения |19 |
|адгезионной порочности……….……………………………......……….….…….. | |
| 3.1. Теории адгезии……….………………………………...……….……….…….. |19 |
| 3.2. Методы измерения адгезионной прочности………………………….……… |23 |
| 3.3. Характер разрушения адгезионных соединений…………………………….|30 |
|4. Адгезионные свойства эпоксидных смол к субстратам различной |32 |
|природы | |
| 4.1. Адгезия эпоксидных смол к металлам……………………………………….. |32 |
| 4.2. Адгезия эпоксидных смол к стеклу…………………………………………... |33 |
| 4.3. Адгезия эпоксидных смол к различным |34 |
|волокнам………………………….. | |
|5. Растровая электронная микроскопия как метод исследования | |
|поверхностей адгезионного контакта и разрушения……….…………………. |42 |
| 5.1. Теоретические основы метода……….……………………………….…….… |42 |
| 5.2. Устройство и работа растрового электронного |43 |
|микроскопа……………….. | |
|Применение растровой электронной микроскопии в исследованиях |45 |
|адгезионных соединений……………………………………………………… | |
| Заключение ………………………………………………………………………….. |47 |
| Литература…………………………………………………………………………… |49 |
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы- изучить структуру и адгезионные свойства
отверждённых эпоксидных смол.
Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к различным материалам и
поэтому используются в качестве клеёв, связующих в композиционных
материалах и в качестве различных покрытий. Поэтому задача этой работы
заключается в том, чтобы изучить получение эпоксидных смол, процесс их
отверждения и адгезионные свойства к конкретным материалам различной
природы.
Работа состоит из пяти основных разделов. В первом будут рассмотрены
вопросы получения эпоксидных смол, их структура и свойства в неотверждённом
состоянии.
Во втором разделе речь идёт о механизмах отверждения смол, структуре и
свойствах после отверждения.
В третьем разделе рассмотрены основные теории адгезии полимеров,
методы которые используются для измерения адгезионной прочности на
практике, а также возможный характер разрушения адгезионной системы.
Эпоксидные смолы обладают разными адгезионными свойствами к материалам
различной природы. Об этом и рассказывается в четвёртом разделе.
Пятый раздел рассказывает о растровой электронной микроскопии, о её роли
при исследовании адгезии.
1. Структура и свойства эпоксидных смол
1.1. Получение эпоксидиановых смол
Эпоксидиановые смолы получаются при взаимодействии дифенилпропана с
веществами, содержащими эпоксидную группу [pic]. Основным сырьём для
производства смол являются эпихлоргидрин и 4,4' дигидроксидифенилпропан
(диан).
Эпихлоргидрин (3-хлор-1,2-эпоксипропан) представляет собой бесцветную
жидкость с запахом хлороформа и кипит при 110 0С, плотность d=1,1807 г/см3.
Получают его из аллихлорида по хлоргидринному методу:
[pic]
Молекула эпихлоргидрина содержит две активные группировки- эпоксидную
и связь С-Сl. Эпоксидный цикл представляет собой почти правильный
треугольник со значительно деформированными валентными углами ((600).
Поэтому происходит только частичное перекрывание атомных орбиталей и
энергия связей уменьшается:
[pic]
Эпоксидная группировка полярна и имеет дипольный момент (=6,28 10 -30
Кл м (1,88 D). Причинами этого являются полярность связей С—О и небольшой
угол СОС, тогда как в обычных простых эфирах угол СОС равен 109 - 1120 и
(==4-10-30...4,3-10-30 Кл м (1,2. . .1,3D).
Химические превращения эпоксидов определяются тем, что в молекуле
имеются полярные связи С—О и атом кислорода с неподелёнными парами
электронов. Связь С—О в эпоксидах разрывается легко, особенно в условиях
кислотного катализа.
Дигидроксидифенилпропан (диан) представляет собой кристаллическое
вещество с температурой плавления 156-157 оС:
[pic]
Его получают из фенола и ацетона в присутствии кислого катализатора.
Эпихлоргидрин взаимодействует по эпоксидной группе с активным атомом
водорода. Образующийся хлоргидрин под действием основания подвергается
дегидрохлорированию с образованием новой эпоксидной группы в глицидиловом
производном, которая реагирует с активным атомом водорода другой молекулы и
так далее; при дегидрохлорировании HCl связывается основанием (например,
NaOH, давая в этом случае NaCl+H2O):
[pic]
(Кат.- катализатор, в качестве которого используют основания, кислоты, соли
металлов: n=0-3). Если реакцию проводят в присутствии кислот, то на концах
молекул остаются хлоргидриновые группы; поэтому для осуществления
дегидрохлорирования добавляют щёлочь.
Молекулярная масса эпоксидиановых смол определяется соотношением
исходных соединений. Из-за протекания побочных реакций (гидролиз
эпихлоргидрина до глицерина и эпоксигрупп глицидиловых производных до (-
гликолевых групп, изомеризация эпоксидных групп в карбонильные и
взаимодействие первых с образующимися гидроксильными, образование концевых
1,3-хлоргидриновых групп [pic], не замыкающихся в эпоксидный цикл) и из-за
обратимости дегидрохлорирования, обуславливающей наличие 1,2-хлоргидриновых
групп, количество эпоксидных групп в молекуле эпоксидиановой (или
эпоксидной) смолы всегда меньше теоретического (например, в случае
бифункциональных исходных соединений 1,5 - 1,9).
При взаимодействии дифенилпропана с эпихлоргидрином образуется полимер
с прямой цепью, характеризующийся двумя функциональными группами-
эпоксидной и гидроксильной. Строение неотверждённых ароматических
эпоксидиановых смол может быть выражено следующей формулой :
[pic]
Она содержит две конечные эпоксидные группы, и поэтому её
рассматривают как диэпоксид.
Вдоль цепи имеются гидроксильные группы, чис
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
