ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПРЕПРЕГОВ НА ОСНОВЕ СВМ И МОДИФИЦИРОВАННОГО ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО

Существующий спрос на связующие для конструкционных пластиков требует создания полимерных материалов, способных эксплуатироваться в условиях повышенных температур, ударных и других видов воздействий. Поэтому разработка и внедрение высокоэффективных композиционных материалов на основе полимерных связующих, надежно работающих в экстремальных условиях, представляет собой актуальную задачу.

В настоящее время для этих целей широко используют материалы на основе эпоксидных олигомеров, обладающих высокой адгезией, теплостойкостью, незначительной усадкой и отсутствием летучих продуктов при отверждении. Вместе с тем, эпоксидным материалам присущи повышенная хрупкость, недостаточная стойкость к диссипации энергии при ударе и устойчивость к действию различных агрессивных сред. Одним из способов устранения этих недостатков и регулирования свойств эпоксидных материалов является их модификация.

Используя метод физико-химической модификации возможно направленно регулировать параметры сетчатой структуры, скорость процесса отверждения, физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства эпоксидных композиций. При этом предпочтение отдается тем модификаторам, которые не приводят к образованию побочных продуктов реакции и не увеличивают количество выделяющихся летучих. К таким модификаторам относятся, в частности, поливинилацетали [1].

Известно несколько способов пропитки наполнителей связующим. По одному из них наполнитель погружают в раствор связующего, а затем удаляют растворитель в сушильных камерах. Другой способ заключается в пропитке наполнителя жидким или расплавленным связующим. В этом случае сушить пропитанный наполнитель не требуется. По третьему способу связующее или его исходные компоненты вводят непосредственно в процессе изготовления наполнителя. В производстве слоистых пластиков наиболее распространен первый способ – пропитка наполнителей растворами связующих [2].

Однослойный препрег получали путем пропитки ткани СВМ с помощью велюрового валика длиной 80 мм и диаметром 20 мм.  В процессе пропитки контролировали равномерность распределения связующего по поверхности ткани (визуально). Сушку препрегов происходит при температуре 50-55°С в термошкафу 3 ч. Процесс сушки контролировали по внешнему виду и по содержанию летучих. По внешнему виду пропитанный наполнитель должен быть равным, без наплывов смолы и непропитанных участков. После сушки препрег не должен быть сухим.  Для предотвращения слипания пропитанной ленты применяли разделительный слой из полиэтиленовой пленки. При этом необходимо плотно прикатать разделительную пленку для предотвращения доступа воздуха. Пропитанную ткань хранили в ПЭ мешках с запаянными торцами.

В готовом препреге контролировали: содержание летучих, связующего и растворимой смолы.  Содержание летучих определяли как после сушки препрега при 50-55°С в термошкафу 3 ч, так и в процессе его хранения.

На основе разработанных связующих были получены препреги свойства которых представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Свойства препрегов на основе разработанных связующих

Установлено, что использование триэтаноламина (ТЭА) нецелесообразно для разработанных отвердителей, так как степень отверждения при 90 С связющих на основе ТЭА-20 не превышает 40 %. Степень отверждения связующих с ускорителями УП -0628 и - УП- 606/2 - 85 - 87 %.

Необходимо отметить, что количество и природа отверждающей системы определяют полноту отверждения и свойства связующего. Во многих случаях не соблюдалось стехиометрическое соотношение компонентов, поэтому и был проведен подбор количества отвердителя и модификаторов.

Список литературы:

1. Елбакиева А.В., Хлаинг З.У., Трегубенко М.В., Костромина Н.В., Ивашкина В.Н. Свойства эпоксидных связующих, модифицированных поливинилформальэтилалем // Успехи в химии и химической технологии. – 2018. – Т. 32. – № 6 (202). – С. 32-34.
2. Шерышев М.А., Кербер М.Л., Сирота А.Г., Вольфсон С.И., Буканов А.М., Кандырин Л.Б., Горбунова И.Ю. Технология переработки полимеров. физические и химические процессы. – М.: Юрайт, 2019. – 316 с.