Эпоксидные связующие

Эпоксидные смолы, содержащие в молекуле глицидиловые группы, синтезируют из 3-хлор-1,2-эпоксипропана (эпихлоргидрина) и соединений, содержащих активный атом водорода (дифункциональ-ных спиртов, кислот, аминов, фенолов). Реакция взаимодействия эпихлоргидрина с соединениями, содержащими активный атом водорода, протекает по схеме

Эпоксидные группы олигомера далее участвует в реакциях удлинения цепи:

приводящих к образованию эпоксидных смол следующего строения:

(и=0-3; в качестве катализатора используют основания, кислоты, соли металлов).

Из класса эпоксидных смол, содержащих в молекуле глицидило-вые группы, наибольшее применение нашли так называемые диановые эпоксидные смолы на основе 2,2-бис(п-оксифенил)пропана (синонимы - дифенилолпропан, диан, бисфенол А) общей формулы:

где

Молекулярная масса эпоксидных смол зависит от соотношения исходных соединений, участвующих в реакции (табл.8).

Таблица 8

Состав и характеристики диановых эпоксидных смол

Молекулярная масса, г/моль

Соотношение между дифенилолпропаном и эпихлоргидрином, моль

Содержание эпоксидных групп, %

Агрегатные состояния смолы

350-500

1 :(8-10)

24,8-16,8

вязкая жидкость (при 7=40 °C >7=800-25000 спз)

500-1000

1 : (1,5-1,9)

16,8-8,0

высоковязкая жидкость-твердая смола(при Т= 100°С>7= 15000-60000 спз)

Механизм отверждения эпоксидных смол зависит от природы используемого отвердителя. Амины, взятые в небольшом количестве, соли хлорной кислоты, катализаторы Фриделя-Крафтса отверждают эпоксидные смолы преимущественно по каталитическому механизму. В случае применения в качестве отвердителей соединений, которые содержат две или более функциональные группы, способные реагировать с функциональными группами эпоксидной смолы, процесс отверждения включает реакции, приводящие к росту молекулярной цепи.

Упрощенно схему реакции ди- и полиаминов с эпоксидными смолами можно представить следующим образом:

Образовавшиеся вторичные аминные группы макромолекул также взаимодействуют с эпоксидными группами смолы. В результате образуется полимер сетчатого строения:

Отверждение эпоксидных смол дикарбоновыми кислотами или карбоксилсодержащими каучуками осуществляется по схеме

При избытке дикарбоновой кислоты или карбоксилсодержащего каучука наряду с приведенной реакцией протекает реакция этерификации с образованием полимера сетчатого строения:

Отверждение эпоксидных смол ангидридами кислот происходит в три стадии, которые могут быть представлены следующими схемами реакций:

он ?

(1)

OIL

I

(где ' (фрагмент эпоксидной смолы),

(2)

В начальный момент протекает реакция этерификации - образование моноэфира (реакция 1), а затем уже карбоксильная группа моноэфира взаимодействует с эпоксидной группой смолы, в результате чего образуется диэфир (реакция 2). Одновременно протекает и реакция 3, катализируемая непрореагировавшим ангидридом или кислотой.

В качестве активирующих веществ при отверждении эпоксидных смол применяются соединения, которые облегчают разрыв глицидных групп или ангидридных связей. К таким соединениям относятся амины, дициандиамид, первичные спирты, сульфиды и ряд других подобных веществ.

На основании отмеченных соображений лабораторные работы по синтезу отдельных видов связующих или их компонентов рассмотрены по типам химических превращений, лежащих в основе их способов получения.

Работы, приведенные в данном издании, выполняются избирательно по заданию преподавателя во время общего лабораторного практикума, т.е. преподаватель может выбрать для каждого студента определенный минимум работы, необходимый для закрепления основных теоретических положений курса лекций, а остальные работы рекомендовать при выполнении научно-исследовательского практикума.

Цель проведения лабораторных работ - обучение студентов практическим навыкам по синтезу компонентов СТРТ, анализу свойств синтезированных материалов и компонентов состава СТРТ, а также обучению и закреплению знаний по теоретическим лекционным материалам, правильному умению обращения лабораторными приборами и аналитическими растворами.

Общая характеристика связующих СТРТ и теоретические предпосылки ко всем работам даны в предлагаемом руководстве в чрезвычайно сжатом виде, поэтому студентам при подготовке к выполнению работы следует ознакомиться с соответствующими разделами курса лекций и рекомендуемой в программе курса литературой.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >