Кузнецова И.О., Гребенева Т.А., Савельев А.В.
РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭПОКСИДНЫХ SMC-ПРЕПРЕГОВ АМИНАМИ *
Аннотация:
в данной работе изучено влияние строения, вводимого в связующее амина (диэтилентриамина и изофорондиамина) на реологические характеристики эпоксидных SMCпрепрегов. Дан анализ полученных результатов экспериментальных исследований и сделан вывод о возможности использования алифатических и циклоалифатических аминов в качестве модификаторов реологических характеристик эпоксидных связующих в технологии Sheet Moulding Compound (SMC) для получения ПКМ
Ключевые слова:
эпоксидное связующее, реологические характеристики, диэтилентриамин, изофорондиамин, SMC
Введение Полимерные композиционные материалы (ПКМ) благодаря уникальным свойствам находят все большее применение в различных отраслях промышленности. На сегодняшний день разработаны различные технологии получения ПКМ, среди которых одним из перспективных представляется метод Sheet Moulding Compound (SMC). SMC-препрег представляет собой листовой материал, содержащий смолу, наполнители и армирующие волокна, покрытый с двух сторон барьерной пленкой. Его изготавливают на специальных установках непрерывным способом. Готовый SMCпрепрег поступает на дозревание и только через некоторое время становится годным для переработки. На стадии дозревания происходит пропитка волокна связующим под действием сил натяжения полимерной матрицы, вязкость которой возрастает со временем [1]. В настоящее время для получения материалов по SMC-технологии используют полиэфирные и винилэфирные связующие [2]. Перспективным для SMC-технологии является применение связующих на основе эпоксидных смол. Использование эпоксидного связующего обеспечит для SMC-изделий более высокие физикомеханические характеристики по сравнению с полиэфирными и винилэфирными связующими, что позволяет расширить области применения данного материала [3]. Применяемое в методе SMC эпоксидное связующее должно характеризоваться возрастающей со временем вязкостью. Одним из возможных вариантов обеспечения нарастания вязкости эпоксидной композиции, так называемое дозревание, может быть достигнуто за счет введения амина непосредственно перед получением SМC-препрега. В качестве отвердителей амины в эпоксидные композиции вводят в количестве от 10 масс. %, введение в меньших дозах влечет частичную полимеризацию эпоксидных олигомеров (рисунок 1), что соответственно приводит к изменению реологических характеристик эпоксидной композиции [4]. Цель работы: изучение влияния алифатического и циклоалифатического амина на реологические характеристики эпоксидных связующего для SMC-технологии. Экспериментальная часть Для приготовления эпоксидного связующего использовали различные эпоксидные смолы на основе бисфенола-А (с массовой долей эпоксидных групп 23,0 – 25,0 %), дицандиамид, в качестве модификатора реологических характеристик использовали алифатический амин – диэтилентриамин и циклоалифатический – изофорондиамин. В химический стакан, объёмом 250 мл загружали эпоксидные смолы, проводили их совмещение при температуре 70-75С, затем добавляли отвердитель и модификатор. Смешение компонентов проводили до получения однородной массы. Вязкость при изотермической выдержке образцов связующего определяли на приборе реометр Anton Paar MCR 102, при температуре 35 С. Тепловой эффект процесса отверждения эпоксидных композиций исследовали на дифференциальном сканирующем калориметре DSC 200 F3 Maia марки «Netzsch» в интервале температур 25-350 С со скоростью нагрева 10 K/мин. В данной работе для исследования влияния диэтилентриамина и изофорондиамина на реологические характеристики эпоксидного связующего были приготовлены композиции с различным содержанием данных модификаторов (таблица 1). Обсуждение результатов Реологическое поведение образцов эпоксидного связующего изучали в течение 6 часов при изотермической выдержке при температуре 35 С (рисунок 2 и 3, таблица 2 и 3). На рисунках 2 и 3 видно, что скорость нарастания вязкости образцов связующего находится в прямой зависимости от содержания амина. Для композиций с диэтилентриамином она минимальна у состава № 1 – 0,123 Па·с/мин и максимальна у № 3 – 61,249 Па·с/мин (таблица2), а для композиций с изофорондиамином она минимальна у образца № 4 – 0,079 Па·с/мин и максимальна у № 6 – 0,853 Па·с/мин (таблица 3). Конечное значение вязкости связующего так же зависит от количества вводимого модификатора, так у образца № 1 вязкость увеличилась в 1,9, у № 2 – в 6,1, у № 3 – в 380,5 раз; у образца № 4 – в 1,5, у № 5 – в 2,4, у № 6 – 6,3 раза. У композиций с добавкой с изофорондиамина значение показателя вязкости ниже, чем у образцов с равным количеством диэтилентриамина.
Номер журнала Вестник науки №1 (22) том 3
Ссылка для цитирования:
Кузнецова И.О., Гребенева Т.А., Савельев А.В. РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭПОКСИДНЫХ SMC-ПРЕПРЕГОВ АМИНАМИ // Вестник науки №1 (22) том 3. С. 136 - 143. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/2705 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+