Адсорбція компонентів епоксидного компаунда на наповнювачах: методика і результати експерименту

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Епоксидні смоли та їх отверджувачі

1.1. Одержання та властивості епоксидних смол

1.1.1. Немодифіковані епоксидні смоли

1.1.2. Модифіковані епоксидні смоли

1.2. Отверджувачі епоксидних смол

Розділ 2. Вибір розчинника для проведення процесу адсорбції

2.1. Визначення теплоти змочування поверхні адсорбенту розчинником

Розділ 3. Дослідження адсорбції епоксидного олігомеру ЕД-20 та інших

компонентів компаунда на мінеральних наповнювачах: бентоніті,

кварцовому піску і слюді

3.1. Методика проведення процесу адсорбції

3.2. Дослідження величини адсорбції на наповнювачах та результати

експерименту

Висновки

Список використаних джерел

ВСТУП

Актуальність теми. Поряд з розвитком науково-технічного процесу розвивається і хімія у всіх своїх напрямках. Сьогодні основним завданням хімії є створення матеріалів з достатньо високими властивостями. Цього можна досягти, дослідивши адсорбцію компонентів епоксидного компаунда на наповнювачах.

Предметом дослідження виступають властивості епоксидних смол.

Об’єктом дослідження виступають епоксидні компаунди ЕЗК-25 (старого покоління) ЕБС-5 і ЕБС -15 (нового покоління).

Метою роботи є дослідити адсорбцію компонентів епоксидного компаунда на наповнювачах.

Поставленій меті підпорядковані наступні завдання:

Вивчити властивості епоксидних смол;

Вияснити характеристики отверджувачів, які найефективніше використовуються в наш час, і яким рядом переваг вони володіють;

Підібрати розчинник для проведення процесу адсорбції;

Дослідити адсорбцію епоксидного олігомеру ЕД-20 та інших компонентів компаунда на наповнювачах.

Обґрунтованість, точність і ступінь достовірності результатів. Висновки, наведені в роботі, є достовірними, оскільки вони були отримані в результаті досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше досліджено адсорбцію складових епоксидних компаундів – епоксидної смоли, пластифікаторів та отвердника – поліетиленполіаміну при температурах 298 і 343 К.

Практичне значення одержаних результатів. Результати експерименту дають можливість створювати нові матеріали, які володіють відмінними властивостями, що забезпечить їх широке використання у промисловості.

Особистий внесок. Опрацьовані літературні джерела, про що свідчить перша частина роботи, проведений експеримент та оформлена робота.

Апробація результатів роботи. Матеріали роботи доповідались на конференції в Прикарпатському національному університеті ім. В. Стефаника.

Структура та обсяг. Робота складається із вступу, розділу 1, присвяченому літературній аналізі властивостей епоксидних смол та компаундів на їх основі, розділу 2, присвяченому вибору розчинника для проведення процесу адсорбції, розділу 3, присвяченому адсорбції епоксидного олігомеру ЕД-20 та інших компонентів компаунда на наповнювачах, висновків. Загальний обсяг роботи 47, таблиць 18, рис. – 2 і 16 літературних джерел.

Техніка безпеки. Перед тим, як застосовувати епоксидні смоли, потрібно добре вивчити їх властивості. Слід звернути увагу на запобігання захворювань, пов’язаних з епоксидними смолами. Токсичність епоксидних зумовлюється як дією самих смол, так і дією полімерів, що містяться в смолах, проміжних продуктів реакції поліконденсації з низькомолекулярних розчинників і отверджувачів. Під дією епоксидних смол виникають різні форми дерматитів і екзем, часто алергічного характеру. Загальна токсичність епоксидних смол, особливо отверджених, невисока.

РОЗДІЛ 1

ЕПОКСИДНІ СМОЛИ ТА ЇХ ОТВЕРДЖУВАЧІ

1.1. Одержання та властивості епоксидних смол

Епоксидними сполуками називають широкий клас речовин, які містять у своєму ланцюзі епоксидну групу C – C або гліцидилову CH – CH – CH групу.

Епоксидні сполуки, що містять дві або більше епоксидних груп, після введення в них зшиваючих агентів (отверджувачів, каталізаторів) при певних умовах переходять в неплавкі нерозчинні продукти, які володіють сітчастою трьохмірною структурою. Епоксидні групи можуть знаходитися в аліфатичних циклах або ланцюгах, гліцидні групи – частіше на кінці ланцюга.

Епоксидні смоли можна одержати двома способами :

1. При взаємодії епіхлоргідрину з двох- і багатоатомними гліколями та іншими сполуками.

2. Прямим епоксидуванням ненасичених сполук надкислотами (надоцтовою, надбензольною, мононадфталевою та іншими).

Першим способом у результаті реакції з епіхлоргідрином одержують:

а) діепоксидні смоли на основі дифенілолпропану, які називають диановими – ЕД-5, ЕД-6, ЕД-Л, Е-37, Е-40, Е-5, азотовмісні – ЕА (на основі аніліну); ЕМДА (на основі діамінофенілметану); ЕФФ (на основі фенолфталеїну); ЕАФ-400;

б) поліепоксидні смоли на основі епоксиноволаків ЕН-5, ЕН-6, епоксиціаноуратні (ЕЦ); смоли на основі поліфенолів ЕТФ;

в) аліфатичні діепоксидні смоли: У-181; ДЕГ-1, ДЕГ-19, ТЕГ-17, ДЕГ-Ж, ДЕГ-Ф, ДЕГ-У, МЕГ-1, ЕЕТ-1.

Прямим епоксидуванням дициклопентадієну надоцтової кислоти одержують диоксид дициклопентадієну ДДЦПД, моноокисивінілциклогексену МВЦГ.

1.1.1. Немодифіковані епоксидні смоли

До немодифікованих епоксидних смол [15] відносять ди- або поліепоксидні сполуки одного полімергомологічного ряду.

Немодифіковані епоксидні смоли одержують в основному двома способами: 1) конденсацією в лужному середовищі епіхлоргідрину або дихлоргідрину з сполуками, які містять рухомі атоми гідрогену (феноли, аміни, гліколі, кислоти); 2) прямим епоксидуванням безмежних сполук органічними надкислотами, алкілгідроперекисями або пероксидом гідрогену.

Дианові епоксидні смоли ЕД-8, ЕД-10, ЕД-14, ЕД-16, ЕД-20, ЕД-22, (ГОСТ 10587-72); УД-24 (ТУ-6-05-241-23-72); Е-40 (МРТУ УХП 295-59), Е-44 (ТУ 33П-61), Е-49 (МРТУ 6-10 ) – це розчинні і плавкі реакційноздатні мономерні або олігомерні продукти конденсації епіхлоргідрину і дифенілолпропану в лужному середовищі. Смоли Е-44 і Е-49 одержують сополімеризацією низькомолекулярної смоли Е-40 із дифенілолпропанолом.

Змінюючи співвідношення вихідних компонентів, а також умови реакції, одержують смоли з різною молекулярною масою. Смоли з молекулярною масою 350-600 є леткими речовинами, які володіють порівняно високою реакційною здатністю, що дозволяє отверджувати їх у видатках при помірних температурах або без нагрівання. Полімери на основі низькомолекулярних епоксидних смол поряд із високою термостійкістю володіють значною крихкістю, яка може бути знижена при введенні в композиції спеціальних модифікаторів і отверджувачів. Показники властивостей низькомолекулярних смол наведені у табл. 1.1.

Низькомолекулярні епоксидианові смоли застосовують в основному для виготовлення клеїв, просочуваних і заливних компаундів. Із збільшенням молекулярної маси збільшується в’язкість незатверділих дианових смол (смоли з молекулярною масою 1000 – тверді речовини) і незначно зменшується їх реакційна здатність.

Таблиця 1.1

Властивості низькомолекулярних епоксидних