пластифікатором ( крива5) . Це пояснює те, що деформації, зв’язані з хімічним осадженням епоксидної смоли, пластифікованої ТЕА, набагато менші в порівнянні з не пластифікованою смолою. Значне зниження деформації епоксидної смоли спостерігається при добавленні ТНМ (як в області хімічного так і термічного осадження) (крива 7).Для порівняння приводиться крива, яка вказує на деформацію епоксидної смоли без пластифікатора (крива3).
Неполярні плоскі молекули ТНМ проникають між структурними елементами надмолекулярних утворень. Молекулярні взаємодії посилюються за рахунок
незначної поляризації молекул ТНМ, що містять ароматичні ядра. При цьому можливе утворення відносно міцних структур включення. Таким чином між молекулами полімеру знаходиться мономолекулярний шар пластифікатора, обумовлюючий змащуючи дію при деформації структурних елементівмолекулярних ланцюгів.
Хімічне і термічне осадження епоксидної смоли із введенням активного розчинника ЕБФ мінімальна. Пластифікуючи дія ЕБФ пояснюється тим, що молекули вбудовуються в полімерний ланцюг смоли при її отверджуванні у вигляді фрагментів. Це призводить до зменшення міцності зшивок, відносного зниження кількості ароматичних ядер в основному ланцюгу і в кінцевому рахунку, до збільшення рухливості ланцюга.
В тонкому шарі полімеру, що прилягає безпосередньо до поверхні наповнювача, сегментальна рухливість макромолекулярних ланцюгів понижена, тобто макромолекули знаходяться в силовому полі твердої поверхні наповнювача. Під впливом цього поля проходить перерозподіл густини електронів , і в кінцеві групи адсорбованих молекул стають більш реакційно здатними, тим самим на поверхні наповнювача формується шар з будовою, відмінною від структури полімеру в об’ємі. При введенні наповнювачів з розвиненою поверхнею адсорбуються не тільки молекули полімеру, але і молекули пластифікатора. Здатність до вибіркової адсорбції різних наповнювачів і визначає їх різний вплив на формування структури граничного шару полімеру на поверхні наповнювача, а значить, і на процеси деформації компаунда. Кількість
адсорбованого пластифікатора визначається в значній мірі величиною виділеної поверхні і природою наповнювача, а також полярністю пластифікатора.
Результати проведених досліджень по визначенню деформації епоксидної композиції з різними пластифікаторами і наповнювачами приведені в таблиці1.1.
Таблиця 1.1.
Вплив різних пластифікаторів і наповнювачів на деформацію епоксидної смоли ЕД-20.
Домішки до епоксидної смоли | Розмір деформації, відн.од. | Температура екзоефекту,
С
Пластифікатор | Наповнювач | (+70) | (+25)
- | - | 24 | 43 | 166
- | кварцовий пісок | 28 | 41 | 165
- | слюда | 5 | 10 | 170
- | бентоніт | 10 | 29 | 135
ТКФ | - | 21 | 47 | 197
ТКФ | дисульфід молібдену | 8 | 37 | 188
ТКФ | бентоніт | 15 | 42 | 133
ТКФ | слюда | 20 | 42 | 148
ТКФ | кварцовий пісок | 24 | 50 | 158
ТНМ | - | 8 | 36 | 137
ТНМ | дисульфід молібдену | 7 | 33 | 160
ТНМ | слюда | 9 | 32 | 150
ТНМ | бентоніт | 7 | 36 | 102
ТНМ | кварцовий пісок | 15 | 46 | 142
ДБФ | - | 9 | 42 | 148
ДБФ | кварцовий пісок | 8 | 32 | 146
ДБФ | слюда | 14 | 36 | 150
ДБФ | дисульфід молібдену | 18 | 51 | 157
ДБФ | бентоніт | 25 | 37 | 150
ЕБФ | - | 0 | 30 | 166
ЕБФ | слюда | 8 | 34 | 143
ЕБФ | кварцовий пісок | 16 | 36 | 137
ЕБФ | бентоніт | 14 | 42 | 122
ЕБФ | дисульфід молібдену | 22 | 40 | 184
Як показали результати досліджень, у випадку пластифікації смоли ТНМ, в молекулі якого відсутні полярні групи, незалежно від природи наповнювача , величина деформації відповідає деформації наповненої смоли. Молекули ТНМ, по всій ймовірності , адсорбуються на поверхні наповнювача в такій кількості, яка не виявляє важливого впливу на формування шару полімеру, що межує з наповнювачем , тобто весь пластифікатор розподілений в об’ємі полімеру і вплив наповнювача в даному випадку на формування структури полімеру незначний.
Аналізуючи результати досліду (Табл1.2),приходимо до висновку, що найбільш активні поверхні у бетоніту і дисульфіду молібдену(марки МВЧ-1), у порівнянні з кварцовим піском і слюдою.
Таблиця 1.2.
Вплив системи наповнювач- пластифікатор на деформацію епоксидних смол (режим термоударів)
Чим активніша поверхня наповнювача, тим в більшій степені на його поверхні адсорбуються молекули полярного пластифікатора. Так, для смоли з ДБФ,ЕБФ і наповнювачами( бетонітом, і дисульфідом молібдену) значення деформацій перевищують деформації смоли, наповненої кварцовим піском і пластифікованої цими ж продуктами.
За рахунок адсорбції молекул пластифікатора на поверхні активних
наповнювачів проходить зменшення кількості пластифікатора в об’ємі смоли і ефективність обємної пластифікації знижується. Зниження активності поверхні наповнювача в ряду: бетоніт, дисульфід молібдену, кварцовий пісок, слюда являються причиною зниження кількості адсорбованого пластифікатора на
поверхні наповнювача, що збільшує густину граничного шару полімеру, що
знаходиться в контакті з наповнювачем. Це в свою черг приводить до зниження деформації компаунда, пластифікованого ЕБФ і ДБФ.
Таким чином, ми можемо говорити про негусту структуру полімеру, що сформувався на поверхні наповнювача в тому випадку, коли полімер пластифікований, і при цьому спостерігається конкурентний процес адсорбції молекул пластифікатора і макромолекул на поверхні наповнювача.
Розділ 3.
Дослідження деформаційних властивостей твердіючих епоксидних смол і епоксидних компаундів на їх основі.
Розроблена установка і методика визначення деформаційних властивостей епоксидних компаундів , яка дозволила прослідкувати весь процес виникнення кінцевих напруг на протязі стадії твердіння і наступної циклічної зміни температури (термоударах) .
Для розрахунку кінцевих напруг і оцінки ефективності демпфіруючих властивостей покриттів і заливних компаундів недостатньо знати лише кінцеві значення деформації