Структура и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол
ло которых зависит от
молекулярного веса смолы. Изменяя соотношение между количеством
эпихлоргидрина и дифенилпропана, можно получить смолы с цепью различной
длины и с различным процентным соотношением эпоксидных и гидроксильных
групп. В зависимости от молекулярного веса и процентного содержания
функциональных групп эти смолы могут быть как жидкими, так и твёрдыми
продуктами. Чем выше молекулярный вес и меньше процентное содержание
эпоксидных групп, тем выше температура плавления этих смол. Растворимость
смол также обусловлена величиной их молекулярного веса. Характеристики
некоторых эпоксидных смол отечественных и зарубежных марок приведены в
таблице 1.
Таблица 1
Характеристики эпоксидиановых смол [3].
|Техническое |Температура |Молекулярный вес|Содержание |
|наименование |размягчения оС | |эпоксидных групп|
| | | |% |
|ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ МАРКИ |
|ЭД-5 |5-7 |400 |25 |
|ЭД-6 |3-5 |550 |18 |
|ЭД-13 |50-55 |1500 |8-10 |
|ЭД-15 |60-70 |2200 |5-7 |
|ЗАРУБЕЖНЫЕ МАРКИ |
|Эпон 1064 |40-45 |----- |12,5 |
|Эпон 1001 |64-76 |900 |8,6 |
|Эпон 1004 |97-103 |1400 |5,2 |
|Эпон 1007 |127-133 |2900 |2,0 |
|Эпон 1009 |145-155 |3750 |1,3 |
При синтезе низкомолекулярных диановых эпоксидных смол ( мол. масса
350-450) обычно раствор дифенилолпропана (1 моль) в эпихлоргидрине (8-10
моль) нагревают до кипения и постепенно (5-8 часов) добавляют к нему 40%-
ный водный раствор NaOH (2,2 моль). При этом непрерывно отгоняют воду в
виде азеотропной смеси с эпихлоргидрином, который после отделения воды
возвращают в реактор. После окончания процесса непрореагированный
эпихлоргидрин отгоняют под вакуумом, эпоксидиановую смолу растворяют в
толуоле, толуольный раствор промывают водой для удаления NaCl. Затем толуол
отгоняют, сначала при атмосферном давлении, потом под вакуумом при
температуре до 140-150 оС.
Смолы с молекулярной массой 500-1000 получают аналогичным способом, но
при молярном соотношении дифенилолпропан : эпихлоргидрин, равном 1: (1,5-
1,9), причём процесс ведут в среде растворителя (ксиол, толуол, их смеси с
бутиловым спиртом или циклогексаном).
Смолы с молекулярной массой 1000-3500 синтезируют взаимодействием
низкомолекулярной эпоксидиановой смолы с дифенилолпропаном в расплаве при
140-210 оС (катализаторы- третичные амины, мочевина, Na2CO3) или
дифенилпропана с эпихлоргидрином в присутствии щёлочи в гетерогенных
условиях в системах вода – органический растворитель (обычно изопропанол
или бутанол) при 70-80 оС. Во втором случае в меньшей степени
протекают побочные реакции, получаемые эпоксидиановые смолы имеют более
узкое молекулярно-массовое распределение, сравнительно узкий интервал
эпоксидных чисел, отличаются более светлым цветом.
Из других эпоксидных смол, содержащих в молекуле глицидиловые группы,
наибольшее практическое применение получили глицидиловые производные феноло-
формальдегидных новолачных смол(II) (здесь и далее римскими цифрами указана
нумерация эпоксидных смол в таблице 2), продуктов конденсации фенола с
акролеином (III) и глиоксалем (IV), галогенированного дифенилолпропана (V),
ароматических моноаминов (VI) и диаминов (VII), аминофенолов (VIII),
циануровой кислоты (IX), резорцина (X), гликолей (XI). Промышленное
значение получили также олигомерные диглицидилуретаны - продукты
взаимодействия глицидола с олигомерными диизоцианатами, полученными на
основе олигодиенидилов молекулярной массой 2000-4000, простых или сложных
полиэфиров молекулярной массой 1000-2000. Эпоксидиановые смолы, содержащие
эпоксидные группы в алифатических циклах или цепях, получают
эпоксидированием (обычно надуксусной кислотой) двойных связей ненасыщенных
соединений; практическое значение имеют диэпоксиды гексагидробензаль- 1,1-
бис- (оксиметил) циклогексана (XIII), тетрагидробензилового эфира
тетрагидробензойной кислоты (XIV), дициклопентенилового эфира (XV),
дициклопентадиена (XVI), винилциклогексана(XVII), эпоксидированные
олигомеры дивинила.
Таблица 2
Эпоксидные смолы [2].
|[pic] II |
|[pic] III |
|[pic] IV |
|[pic] V |
|[pic] VI |
|[pic] VII |
|[pic] VIII |
|[pic] IX |
|[pic] X |
|[pic] XI |
|[pic] XII |
|[pic] XIII |
|[pic] XIV |
|[pic] XV |
|[pic] |
|XVI |
|[pic] |
|XVII |
1.2. Структура и свойства неотверждённых смол
Эпоксидиановые смолы – вязкие жидкости или твёрдые хрупкие вещества от
светло-жёлтого до коричневого цвета. Растворяются в толуоле, ксиоле,
ацетоне, метилэтилкетоне, метилизобутилкетоне и их смесях со спиртами
(например, бутиловым, этил- и бутилцеллозольвами, диацетоновым).
Характеристики эпоксидиановых смол приведены в таблице 3.
Таблица 3
Состав и характеристика диановых эпоксидных смол[2].
|Мол. |Содержание|Содержание |Содержание в смоле |Агрегатное |
|масса |эпоксидных|гидроксильных|полимергомологов различной |состояние |
| |групп, % |групп, % |степени полимеризации |смолы |
| | | |n=0 |n=1 |n=2 |n>3 | |
|350-40|24,8-21,5 |0,1-0,8 |92-85 |8-15 |2-3 |0 |Жидкость |
|0 | | | | | | |(вязкость |
| | | | | | | |800-2000 мн|
| | | | | | | |сек/м2, или|
| | | | | | | |спз при 40 |
| | | | | | | |°С) |
|400-60|21,5-14,5 |0,8-2,5 |85-50 |15-20 |8-10 |5-10 |Вязкая |
|0 | | | | | | |жидкость |
| | | | | | | |(вязкость |
| | | | | | | |20000-60000|
| | | | | | | |мн сек/м2, |
| | | | | | | |или спз при|
| | | | | | | |40 °С) |
|600-80|14,5-10,0 |2,5-4,6 |50-20 |12-16 |8-11 |45-50 |Высоковязка|
|0 | | | | | | |я жидкость |
| | | | | | | |(вязкость |
| | | | | | | |около 2000 |
| | | | | | | |мн сек/м2, |
| | | | | | | |или спз при|
| | | | | | | |100 °С) |
|800-10|10,0-8,0 |4,6-5,1 |20-13 |12-14 |9-12 |55-60 |Твёрдая |
|00 | | | | | | |смола |
| | | | | | | |(температур|
| | | | | | | |а |
| | | | | | | |размягчения|
| | | | | | | |50-55°С) |
|1000-1|8,0-6,0 |5,1-6,0 |13-8 |7-9 |8-10 |70-75 |Твёрдая |
|400 | | | | | | |смола |
| | | | | | | |(температур|
| | | | | | | |а |
| | | | | | | |размягчения|
| | | | | | | |55-70°С) |
|1400-1|6,0-4,0 |6,0-6,5 |6-4 |6-8 |8-10 |80-85 |Твёрдая |
|800 | | | | | | |смола |
| | | | | | | |(температур|
| | | | | | | |а |
| | | | | | | |размягчения|
| | | | | | | |70-85°С) |
|1800-3|4,0-2,0 |6,5-6,8 |4-2 |3-5 |5-8 |83-90 |Твёрдая |
|500 | | | | | | |смола |
| | | | | | | |(температур|
| | | | | | | |а |
| | | | | | | |размягчения|
| |
| |  скачать работу |
Структура и адгезионные свойства отверждённых эпоксидных смол |
