Печать
Опубликовано: 27 июня 2014 27 июня 2014
Просмотров: 8674 8674

 Эпоксидные смолы - олигомеры или мономеры, содержащие в молекуле не менее двух эпоксидных

 глицидиловых

 

  или оксирановых

  групп и способные превращаться в полимеры пространственного строения.

  Эпоксидные смолы бывают:

 1) диановые;

 2) азотсодержащие;

 3) эпоксиноволачные и эпоксифенольные;

 4) галогенсодержащие;

 5) сложные диглициловые эфиры;

 6) алифатические.

 Важное практическое значение имеют также модифицированные эпоксидные смолы, получаемые путем химического взаимодействия немодифицированных эпоксидных смол с реакционноспособными модификаторами.

 Неотвержденные эпоксидные смолы представляют собой вязкие жидкости или низкоплавкие продукты, которые растворяются во многих органических растворителях (ацетон, толуол, хлорированные углеводороды и др.), не растворимы в воде, бензине, ограниченно растворимы в спиртах.

 Механизм отверждения ди- и полифункциональных эпоксидных смол заключается во взаимодействии их функциональных групп (эпоксидных и гидроксильных) с реакционноспособными группами отвердителя или между собой. Такая реакция приводит к удлинению молекулы и образованию поперечных связей. В результате получаются твердые прочные полимеры. Такое свойство эпоксидных смол используется в заливочных и пропиточных компаундах. Эпоксидные смолы отверждаются без выделения побочных продуктов, поэтому изделия из них имеют минимальную усадку (0,3-2,0%) и могут использоваться в толстых слоях.

               В качестве отвердителей применяют:

 1)     продукты основного характера; к ним относятся различные ди- и полифункциональные алифатические и ароматические амины, низкомолекулярные полиамиды и различные производные аминов, допускающие отверждение при комнатной температуре; для завершения процесса отверждения необходимо воздействие температуры 60-150°С в течение 4-10 ч в зависимости от вида и количества отвердителя эпоксидных смол и массы изделия;

 2)     продукты кислого характера – ангидриды ди- и поликарбоновых кислот; отверждение происходит при 120-200°С за время от нескольких часов до нескольких суток;

 3)     полиэфирные, феноло-, анилино- и резорциноформальдегидные олигомеры;

 4)     комплексные соединения трехфтористого бора и различных аминов.

 Выбор отвердителя для того или иного типа эпоксидных смол обуславливается назначением, допустимыми условиями переработки композиции и требуемыми свойствами отвержденного продукта. Отвердители ангидридного типа дают возможность получать полимеры с более высокими электрическими и механическими свойствами и с большей нагревостойкостью по сравнению с отвердителями – аминами; они менее токсичны, чем амины.

Эпоксидные смолы отверждаются без выделения побочных продуктов, поэтому изделия из них имеют минимальную усадку 0,3-2% и могут быть использованы в толстых слоях.

При введении минеральных наполнителей рабочая температура эпоксидных полимеров повышается, доходя до класса нагревостойкости Н. Композиционные материалы на основе эпоксидных полимеров, содержащие неорганические компоненты, имеют нагревостойкость, обычно превышающую таковую самих полимеров.

В табл. 1 приведены свойства эпоксидных смол.

Таблица 1.

Показатель

Полимеры

диановые

азотсодержащие,
отвержденные
МА

эпоксиноволачные

циклоали-
фатичес-
кие

полиэфир-
эпоксид-
ные

на основе
ЭД-20,
отверди-
тель—
МТГФА

на основе
CY-205 (фирма
«Циба»,
Швейцария),
отвердитель—
гексогидро-
фталевый ангидрид

на основе

ЭН-6, отвер-
дитель—МА

на основе
DEN-438
(фирма
«Дау Ке-
миклз»,
США)+
+1.5%
БДМА,
отверди-
тель—МЭА

Прочность, МПа:

при растяжении

при сжатии
при статическом изгибе

 

-

150

90

 

 

20-30

130—150

110-130

 

 

-

170-180

80-100

 

 

-

140

60

 

 

31

160

110

 

 

50—70

182—190

75—130

 

 

-

-

-

 

Ударная вязкость,
кДж/м2

 

8-14

8-12

15-18

7-9

-

3-25

-

εr

3,6-3,8

3,3-3,6

(при 25°С)

4,0

(при
1 МГц)

-

3,4

(при 60 Гц)

3-6

-

tgδ

0,0047-
0,0053
(при
50 Гц)
0,011—
0,013

(при
1 МГц)

0,004—0,051
(при 25 ОС)

0,018
(при
1 МГц)

0,011
(при 20°С)

0,011
(при 150°С)

0,0141
(при 200°С)

0,00661

0.0041
(при
25 °С)

0,004—
0,0051

(при 100°С)

0,005-
0,0251

ρs, Ом

-

-

1015

-

5,4×1015

-

-

ρ, Ом*м

1012

1014

(при 25 °С)

1013

1013

(при 20 °С)

1014

-

1012-1013

(при 20 °С)

Епр, МВ/м

-

16-18

15

-

-

23

-

Теплостойкость по
Мартенсу, °С

105-113

80-90

115

180

-

-

-

Усадка при отверждении, %

1,7-1,9

-

-

-

-

0,97-1,3

-

Водопоглощение
за 24 ч, %

-

0,25 (за 10 суток)

0,03

0,05

-

-

-

 

Обозначения в таблице:

εr– относительная диэлектрическая проницаемость

tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь

ρs – удельное электрическое поверхностное сопротивление

ρ - удельное электрическое объемное сопротивление

Епр – электрическая прочность

 

               Эпоксидно-диановые смолы

          Наибольшее применение в промышленности нашли эпоксидно-диановые смолы ввиду их исключительной адгезии и механической прочности.

               Эпоксидно-диановые смолы - реакционноспособные олигомерные продукты конденсации дифенилпропана с эпихлоргидрином. Их образование можно представить схемой:

 

 Неотвержденные смолы легко растворяются в кетонах, эфирах, ароматических углеводородах. Совмещаются с полиэфирными, акриловыми, фенолоформальдегидными и другими смолами. В табл. 2 приведены сведения о некоторых марках эпоксидно-диановые смол.

 Таблица 2

 

Марка

Внешний вид

Динамическая вязкость, Па×с, при 25°С

Свойства

Применение

ЭД-16

Высоковязкая прозрачная жидкость

5-18

Хорошая адгезия к различным подложкам. Покрытия на основе смолы отличаются высокими физико-механическими свойствами.

производства покрытий, клеев холодного отверждения.

ЭД-20

Вязкая прозрачная жидкость

13-20

Хорошая адгезия к различным подложкам. Покрытия на основе смолы отличаются высокими физико-механическими свойствами.

Для производства покрытий, клеев холодного отверждения.

Э-20С

Твердые прозрачные куски

-

Покрытия на основе смолы отличаются высокими физико-механическими свойствами.

Связующее для пропитанных стеклослюдинитовых лент

ЭД-22

Низковязкая прозрачная жидкость

8-12

Обладает низкой вязкостью, узким интервалом содержания эпоксидных групп, стабильностью физико-химических свойств

электроизоляционные и пропиточные композиции

Э-23

Твердые прозрачные куски

-

Покрытия на основе Э-23 отличаются хорошей адгезией, механической прочностью, коррозионной стойкостью

Основа порошковых лакокрасочных материалов

 

В зависимости от соотношения исходных компонентов и условий ведения процесса выпускаются смолы различной молекулярной массы лаковые, высоковязкие и твердые.

            Эпоксидно-диановые смолы, в частности ЭД-22, с отвердителями ангидридного типа находят широкое применение при изготовлении термореактивной изоляции высоковольтных электрических машин.