Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
0 10 20 ю 40 50 80
а, кДж/м2 ГМ> °С <гр, МПа ?р, МПа «Р. % 48 191 52 3058 1,9 92 187 84 2819 5 127 188 74 2488 5,3 104 168 65 2165 5,5 115 159 59 1940 8 138 158 56 1898 8,5 369 127 41 1328 20
139
Рис. 5.14. Изменение прочности при от. слаиванпн для однофазного (/) и двух, фазного (2) клеев.
при растяжении, теплостойкости по Мартенсу и удлинения наблюдаются при содержании 4,7% эластомера.
Двухфазные клеи характерна1 -Время ' ются высокой стойкостью при цщ лическом нагружении, значительн более высокой (по сравнению с однофазными) прочностью пр отслаивании [89, с. 41]. При использовании двухфазных клее частицы каучука блокируют развивающиеся трещины и препя!-ствуют их росту и превращению в трещины разрушения. Чередование максимума и минимума на кривой (рис. 5.14) соотве! ствует началу и остановке роста трещин.
Все это подтверждает преимущества двухфазных клеев, \ их применение в технике следует считать весьма перспективны..
Эпоксидно-фенольные клеи
Основное преимущество эпоксидно-фенольных клеев — высекая теплостойкость, обусловленная большим содержанием ароматических групп и плотностью эфирных связей, возникших < результате взаимодействия фенольных гидроксильных групп 1 эпоксидными группами [90], а также другими реакциями [911 Температура стеклования эпоксидно-фенольных клеящих комп<; зиций (в зависимости от состава) находится в пределах 170 200 °С.
Для эпоксидно-фенольных композиций характерно небольше < снижение модуля сдвига при нагревании и отсутствие отчетлив выраженного максимума на кривой температурной зависимое! I тангенса угла механических потерь [92]. При нагревании от вержденных композиций выше Тс не наблюдается заметного увс личения деформации полимера при нагружении из-за высоко) жесткости пространственной сетки.
Невысокая молекулярная подвижность наблюдается и в об ласти вторичных релаксационных переходов. Все это предопределяет стабильность свойств соединений в широком интервал1: температур — от —100 до 200°С. Поэтому прочность соединениГ: при 200°С достаточно высока. Значительное снижение прочностных характеристик соединений наблюдается при 300°С, что связано с пиролитической деструкцией полимера. На воздухе из-зэ окислительных процессов деструкция клея наступает при более низких температурах (200—260°С) в результате контакта кислорода (с глубинными слоями материала). Такой контакт возможен из-за наличия каналов, которые образуются при отверждении клея вследствие выделения газообразных продуктов реакции [93, с. 293].
140
Таблица 5.13. Изменение прочности соединений, склеенных эпоксидно-фенольным клеем, после тепловой обработки при 200 °С
Продолжительность ТСГ МПа
тепловой обработки,
ч 20 °С 50 °С 100 °с 150 "С 200 "С 250 °С
0 17,5 16,5 16,0 15 14,0 12,5
200 8,8 8,7 8 8 7,8 7,5
400 5,3 5,3 5 5 5 5
600 4,8 4,6 4,4 4 4 4
Для предотвращения деструкции в состав клеев вводят антиокислители (например, пятпоксид мышьяка), стабилизаторы (оксихинолин, триацетилацетат алюминия и др.). Применение подобных добавок позволяет сохранить прочность соединений при длительном воздействии температуры на более высоком уровне [2, с. 115].
На термическую стабильность клееБ существенное влияние оказывает природа наполнителя и подложки. При контакте с медью, нержавеющей сталью, никелем, магнием, цинком деструкция протекает с большей скоростью, чем при контакте с алюминием и кремнием. Кроме того, введение в состав клея алюминиевого порошка способствует также образованию менее жестких и менее хрупких соединений. В результате повышается прочность и стабильность соединений при повышенных температурах [6, с. 432]:
тсд, МПа
-80 °С -40 °С 0°С 40 "С 120 °С 160 °С 200 "С 240 °С 280 °С
Без наполнителя . . 10,5 10,7 10,5 10,3 10,3 9,7 8,0 7,8 5,7 С наполнителем . . . 28,0 27,2 26,9 25,0 22,9 21 19,7 14 13,6
В табл. 5.13 показано, как влияет на прочность соединений на эпоксидно-фенольном клее продолжительность обработки при 200 °С [94].
'Значительная жесткость эпоксидно-фенольных клеев обусловливает невысокие значения ударной вязкости и прочности при отдире.
Эпоксидно-полиамидные клеи
При сочетании эпоксидной смолы с полиамидами улучшается смачивающая способность и релаксационные свойства клея. Поэтому содержание полиамида в клеящей композиции оказывает существенное влияние на свойства соединений [95].
С помощью дифференциально-термического, динамического и механического методов установлено, что температура а-пере-хода в эпоксидно-полиамидных клеях составляет —50 °С. Вероятно, а-переход связан с подвижностью сегментов как эпоксидных, так и полиамидных молекул [6, с. 426]. Оптимальные свой-
141
Таблица 5.14. Влияние содержания полиамида на прочность соединении при сдвиге [89, с. 44]
Состав клея, масс. ч. \Д. МПа
полиамид эпоксидная смола отвердитель -54 "С 20 °С 80 "С
0 20 40 50 70 95 100 80 60 50 30 5 24 19 15 12 7,3 1,2 19,0 19,0 34,0 42,8 51 53 20,0 20,5 34 40 45 29 24,6 16,8 30 34 36,6 19
Примечание. Отвердитель —триазин. режим отверждения—1 ч при 176 °С.
