2015-05-12
443
Достоинством эпоксидных смол являются их механическая прочность, химическая стойкость, высокие диэлектрические свойства после отверждения, малая усадка, прекрасная адгезия к металлам, стеклу, дереву и ряду других материалов, а также то что при их отверждении не происходит отщепления летучих веществ.
Эпоксидные смолы легко совмещаются со многими полимерами и олигомерами, что используется для повышения некоторых их свойств. Из модифицированных таким образом эпоксидных смол большой интерес представляют эпоксидно-полиуретановые (повышенная адгезионная способность и физико-механические свойства), эпоксидно-фенольные (повышенная термостойкость сравнительно с эпоксидными смолами), эпоксидно-полиэфирные (повышенная стойкость к ударным нагрузкам), эпоксидно-фурановые, эпоксидно-полиамидные и др.
В зависимости от свойств ЭС (эпоксидные смолы) применяются для получения клеев, литых изделий и слоистых пластиков, стеклопластиков, покрытий и д.р.
Клеи на основе ЭС могут быть жидкими, в виде порошка и прутков, например клей эпоксид-П (порошок) или эпоксид-Пр (пруток). При использовании последних склеиваемые поверхности нагревают до 1200 С и посыпают порошком или натирают прутком. При этом клей плавится и растекается по поверхности. Склеивание проводят при 160-2000 С и выдержке 0,5-4ч. Прочность склеивания углеродистой стали составляет 30-35 МПа. Склеивание Э клеями при использовании соответствующего отвердителя может осуществляться и без нагревания. Прочность склеивания стали на холоде составляет 10-15 МПа.
|
|
|
Очень эффективно применение эпоксидных смол в качестве связующего при формовании крупногабаритных изделий разными способами с применением стекловолокнистых наполнителей.
На основе эпоксидных смол изготовляют электроизоляционные компаунды горячего и холодного отверждения, которые представляют собой композиции эпоксидной смолы, отвердителя, наполнителя и пластификатора. Эти компаунды влагостойки и выдерживают длительное нагревание до 120—1300 С. Их применяют для заливки контурных катушек, трансформаторов, дросселей, цементации витков катушек в электрических машинах, склеивания высоковольтных фарфоровых изоляторов, электроизоляции мест соединения проводов и т. д. Наполнителями при получении компаундов служат волокнистые и порошкообразные материалы: стеклянные волокна, двуокись кремния и др.
Процесс изготовления заливочных компаундов заключается в том, что эпоксидную смолу ЭД-20 или ЭД-16 прогревают до 70—800 С и затем заливают в вакуум-смеситель, нагретый до 80—1000 С. При работающей мешалке к смоле добавляют пластификатор, например дибутилфталат, перемешивают 5—10 мин и постепенно загружают предварительно подогретый наполнитель. Композицию перемешивают 20—'30 мин при 80—1000 С, после чего в смесителе на 20—25 мин создают вакуум 80—86 кПа для удаления пузырьков воздуха из компаунда.
|
|
|
В зависимости от допустимой температуры отверждения компаунда применяют различные отвердители. Например, для отверждения при повышенной температуре можно использовать малеиновый ангидрид, который расплавляют и прибавляют к композиции смолы, пластификатора и наполнителя. Смешение продолжается 15—20 мин при 80—1000 С, после чего снова на 3—5 мин создают вакуум и заливают компаунд в формы. Формы помещают в термошкаф и нагревают 2 ч при 700 С. Затем в течение 6 ч поднимают температуру до 1200 С и выдерживают формы еще-6 ч при этой температуре. После этого температуру повышают до 140—1500 С выдерживают компаунд в течение 24 ч.
Для отверждения компаундов при комнатной температуре обычно применяют первичные ди- и полиамины.
Эпоксидные смолы широко применяются для получения лакокрасочных покрытий. В этих случаях смола отверждается уже в виде нанесенной пленки.
Кроме эпоксидиановых выпускаются эпоксидные смолы, получаемые взаимодействием эпихлоргидрина с резорцином, ароматическими моно- и диаминами (анилином, 4,4'-диаминодифенилметаном), а также с гликолями — так называемые алифатические эпоксидные смолы. Последние отличаются пониженной вязкостью, повышенной эластичностью в отвержденном состоянии и применяются преимущественно как разбавители эпоксидиановых смол.
Физико-механические и диэлектрические свойства эпоксидиановых смол, отвержденных диэтилентриамином (1) и малеиновым ангидридом (2)
Таблица 2.
| Эксплуатационные показатели | Отвержденные диэтилентриамином (1) | Отвержденные малеиновым ангидридом (2) |
| Плотность, кг/м3 | 1200-1250 | 1200-1250 |
| Разрушающее напряжение, МПа при растяжении: при сжатии: при изгибе | 43-65 150-230 80-110 | 45-75 100-150 100-150 |
| Ударная вязкость, кДж/м2 | 5-8 | 15-18 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 110-120 | 120-150 |
| Теплостойкость по Мартенсу, °С | 100-120 | |
| Водопоглощение, % | 0,05 | 0,03 |
| Электрическая прочность, МВ/м | 15-16 | 15-16 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц | 0,05-0,1 | 0,01-0,02 |
| Удельное электрическое сопротивление: поверхностное, Ом объемное, Ом • м | 2▪1014 2▪1014 | 1011-1012 1013 |
Наиболее эффективно применение ЭС в качестве связующего при формовании крупногабаритных изделий разными способами с применением стекловолокнистых наполнителей. ЭС широко применяют для получения лакокрасочных покрытий. В этих случаях смола отверждается уже в виде пленки.
Контрольные вопросы.
1. Что представляет собой композиционный материал?
2. Какие материалы являются матричными в композиционных материалах?
3. В зависимости от вида армирующего элемента, композиты разделены на какие группы?
4. Что представляют собой дисперсно-упрочненные композиты? Приведите примеры
5. В чем заключается особенность волокнистой композиционной структуры?.
6. Какими основными параметрами определяются механические свойства композита?
7. Какие виды эпоксидных смол производят на территории России?
8. Чем отверждают эпоксидные смолы?
9. Какие отходы текстильной промышленности используют в качестве армирующего элемента в композитах?
10. Свойства и применение эпоксидных смол.
