Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
Работоспособность компаундов определяется не только механическими свойствами, но и их изменением при отверждении и изменении температуры, приводящими к появлению внутренни: напряжений. Поля внутренних напряжений в различных кои струкциях могут быть весьма разнообразными, и, как правило, для реальных конструкций их трудно рассчитать. Все это зл трудняет обоснованный выбор компаундов для данной коя струкции и заставляет прибегать к эмпирическому методу «прею и ошибок», что в значительной степени объясняет разработку большого числа марок компаундов со сходными свойствами.
Одним из основных требований к компаундам является обес
Печение ХОрОШеЙ ГерМеТИЧНОСТИ И МОНОЛИТНОСТИ КОНСТруКЦИ 1-
т. е. компаунды должны быть непористыми и обладать хороше: адгезией к герметизируемой конструкции. Большое значение имеет также взаимодействие компаунда с залитыми деталями так как во многих случаях последние выходят из строя по; влиянием механического или физико-химического взаимодейст вия с компаундами. В одной небольшой главе невозможно рассмотреть все вопросы, связанные с применением и свойствами эпоксидных компаундов. Кроме того, состав, свойства и применение компаундов подробно описаны в ряде монографий [1 —101, Поэтому здесь мы ограничимся кратким описанием основных типов эпоксидных компаундов и рассмотрением некоторых физико-химических явлений, наиболее важных для материалов списываемого типа и для их применения.
Состав и свойства
По составу и свойствам эпоксидные компаунды можно объединить в следующие группы:
жесткие ненаполненные пропиточные компаунды; жесткие наполненные заливочные компаунды; эластичные компаунды;
компаунды с низкомолекулярными пластификаторами; компаунды, пластифицированные каучуками; компаунды, модифицированные другими термореактивными смолами.
Составы эпоксидных компаундов чрезвычайно разнообразны. Необходимыми компонентами являются эпоксидная смола и от-вердитель. В качестве эпоксидных смол часто применяют низкомолекулярные олигомеры ЭД-20 и ЭД-16, позволяющие получать компаунды со сравнительно небольшой вязкостью. Для эластичных компаундов, температура стеклования которых ниже комнатной температуры, используют смолы типа ПДИ-ЗАК. В последнее время для получения компаундов со специальными свойствами начинают применять эпоксидные олигомеры других типов, например алициклические смолы для трекингостойких компаундов и эпоксидно-новолачные смолы для термостойких компаундов.
В качестве отвердителей для компаундов изоляционного назначения обычно применяют различные ангидриды, позволяющие получать компаунды с меньшей вязкостью и хорошими диэлектрическими характеристиками. Для компаундов холодного отверждения применяют первичные амины (ГМДА или ПЭПА), а для ускорения отверждения ангидридами в некоторых случаях добавляют небольшие количества ускорителей (например, ДАДФМ). В качестве наполнителей используют неорганические материалы, причем наиболее часто применяется молотый кварц. Число пластификаторов и модификаторов для компаундов очень велико и их химическая природа весьма разнообразна.
До настоящего времени нет работ, в которых достаточно полно было бы рассмотрено влияние различных компонентов на свойства компаундов. Поэтому в данной главе мы попытаемся проанализировать влияние пластификаторов и наполнителей, но не будем касаться олигомеров и отвердителей, так как эти вопросы рассмотрены в предыдущих главах.
Как известно, пластификаторы вводят для повышения эластичности компаундов, т. е. для уменьшения их модуля упругости и повышения предельной деформации, а также для снижения вязкости. Пластификатор не может превратить жесткую эпоксидную смолу в эластичный материал, но он уменьшает хРупкость материала, увеличивает сопротивление удару и, самое главное, улучшает работу при заливке конструкций. Однако Улучшение одних свойств может привести к ухудшению других. Поэтому окончательный выбор добавки определяется всем
156
157
есжЮ 2,мпа__Есж-ю~3,мпа
Содержание пластификатора, % Содержание пластисрикатора, %
Рис. 6.1. Зависимость прочности (/, 3) и модуля упругости (2, 4) при ежа тии (а) и при растяжении (б) эпоксидной смолы ЭД-20, отвержденноп ?1; ¦ фатическим амином (а) и л-фенилендиамином (б) от содержания пластификатора:
о —эпоксидированный многоатомный спирт; б —ПДИ-ЗАК; /, 2 — эпоксидный эквива.и ы смолы 195; 3, 4 — эпоксидный эквивалент смолы 330.
комплексом необходимых свойств, причем окончательный состав композиции является результатом компромиссного изменения ряда характеристик. Именно это и приводит к появленн-а большого числа марок компаундов со сходными физико-механическими показателями. Пластифицирующие добавки обычп вводят для уменьшения растрескивания при заливке констр\ е-ций с большим числом металлических деталей и особенно д 1 я повышения стойкости к растрескиванию при циклах нагревание — охлаждение.
Некоторые авторы [3, с. 208—227] различают термины «пластификатор», который означает инертное соединение, вводимое в полимер для изменения механических свойств, и «флексибп-лпзатор», т. е. компонент, вступающий в реакцию с отверждак • щейся системой и увеличивающий гибкость и подвижность тре5-мерной сетки. При введении пластификаторов и флексибилиза-торов наблюдается увеличение ударной вязкости и разрывного удлинения образцов. Однако при этом происходит снижение температуры стеклования, уменьшение термо- и химической стойкости и, как правило, возрастают диэлектрические потери и водопоглощение. Так как прочность зависит от модуля упругости и разрывного удлинения, то для хрупких эпоксидных п>-лимеров при введении пластификаторов она вначале увеличивается за счет роста удлинения, а затем сильно снижается за счет резкого уменьшения модуля, как это показано на рис. 6.1 [3, с. 211; 66].
