Полімерна композиція

Полімерна композиція на основі епоксиднодіанової смоли ЕД-20 та амінного твердника, яка відрізняється тим, що композиція додатково містить модифікатор у формі поліметилфенілсилоксану КО-075 при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: епоксидна смола 100 поліетиленполіамін 10-14 поліметилфенілсилоксан КО-075 10-80. (19) (21) u200714545 (22) 24.12.2007 (24) 25.11.2009 (46) 25.11.2009, Бюл.№ 22, 2009 р. (72) САВЧУК ПЕТРО ПЕТРОВИЧ, ОТЧЕНАШЕНКО ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, КАЛЬБА ЄВГЕН МИКОЛАЙОВИЧ (73) ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 чний поліметилфенілсилоксановий лак КО-075, що являє собою кремнійорганічну систему, додатково модифіковану поліефіром. Поставлене завдання вирішується таким чином. Полімерна композиція на основі епоксиднодіанової смоли ЕД-20 та амінного твердника, згідно з корисною моделлю, що заявляється, вона додатково містить модифікатор у формі поліметилфенілсилоксану КО-075 при такому співвідношенні інгредієнтів, мас. ч.: епоксидно-діанова смола ЕД-20 100 поліетиленполіамін 10-14 поліметилфенілсилоксан КО-075 10-80. Застосування методики багатофакторного планування експерименту та статистичної обробки експериментальних даних дозволили встановити, що найвища адгезійна та когезійна міцність, а також ударна в'язкість притаманні полімеркомпозиту в даному діапазоні концентраційного співвідношення. Як базовий компонент для полімерної матриці використано низькомолекулярний епоксиднодіановий олігомер ЕД-20, який має розвинуту сировинну базу і характеризується високими фізикомеханічними властивостями. Для зшивання епоксидного в'яжучого використовували низькотемпературний твердник - поліетиленполіамін (ПЕПА). Вміст твердника у матриці визначали на основі оптимального поєднання високих фізикомеханічних властивостей з технологічністю виготовлення композиції. Введення твердника понад 14мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 призводить до зниження руйнівного напруження та модуля пружності при згинанні. Введення твердника до 10мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 призводить до неповного структурування полімерної системи, що суттєво знижує міцнісні та експлуатаційні характеристики епоксидних композицій. Формування полімеру на основі епоксиднодіанової смоли ЕД-20, твердника та модифікатора у формі поліметилфенілсилоксану КО-075 (1080мас.ч.) дозволяє максимально поліпшити реологічні властивості епоксидних композицій при формуванні, підвищити адгезійну й когезійну міцність, ударну в'язкість та знизити залишкові напруження в сформованій системі. Введення модифікатора понад 80мас.ч. на 100мас.ч. ЕД-20 зумовлює підвищення внутрішніх напружень та зниження міцнісних характеристик матеріалу внаслідок недостатнього зшивання компаунду. Введення модифікатора при концентраці 45630 4 ях до 10мас.ч. знижує міжмолекулярну взаємодію у полімерному компаунді, що погіршує його фізико-механічні характеристики. Композицію формують за такою технологією: підготовка і дозування компонентів; почергове введення в епоксидний олігомер модифікатора і твердника (кількісний вміст компонентів згідно формули корисної моделі); перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; вакуумування композиції протягом 40-60хв; термічна обробка; контроль якості сформованої композиції. На етапі перемішування здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. Технологія отримання композицій реалізується методом пневматичного розпилення або лиття під тиском у відповідності із в'язкістю та сферою застосування композиції. Полімеризація системи здійснюється за ступінчастим температурним режимом: 0,5-1,2год при 333К + 0,5-1год при 393К + 1,5-2,5год при 433К з наступним охолодженням на спокійному повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, надалі прискорити структуроутворюючий процес і максимально підвищити степінь зшивання системи на завершальному етапі. Полімерна композиція, що заявляється, може бути використана в машинобудуванні як матеріал з високими адгезійно-когезійними міцнісними характеристиками. Епоксидний полімерний матеріал з описаними властивостями отримується в повному діапазоні співвідношень компонентів, що подані у таблиці. В таблиці наведені також приклади конкретного виконання композицій. Полімерна композиція характеризується наступними техніко-економічними перевагами над прототипом [а.с. №1495345]: 1. На 17-22% вища адгезійна міцність системи при введенні модифікатора КО-075 в оптимальній кількості за рахунок покращення реологічних властивостей композиції та максимального зшивання структурної сітки полімеру. 2. Низькі показники внутрішніх напружень внаслідок підвищеної рухливості макромолекул при полімеризації, кращого змочування металевої основи та інтенсивного проходження релаксаційних процесів при експлуатації матеріалу. 3. Високі фізико-механічні характеристики та в 1,2 - 1,4 рази вища ударна в'язкість системи за рахунок раціонально підібраного співвідношення інгредієнтів, що забезпечує оптимальну когезійну міцність композиції. 5 45630 6 Таблиця Композиція згідно корисної моделі Прикл. Прикл. Прикл. 1 1 2 3 2 3 4 5 6 Епоксидна смола ЕД-20 100 100 100 100 Твердник 10 12 14 10 поліетиленполіамін Модифікатор КО-075 10 80 50 20 Антипірен – – – – Характеристики композитного матеріалу: Внутрішні напруження, 3,03 3,74 2,66 3,19 МПа Адгезійна міцність на 37,9 35,1 38,4 38,1 розрив, МПа Границя міцності при 85,5 69,0 89,8 87,3 стиску, МПа 2 Ударна в'язкість, кДж/м 9,7 8,9 9,4 9,8 № Компоненти п/п 1 1 2 3 4 1 2 3 4 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Контрольні приклади Прототип 2 3 4 5 6 7 8 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 10 14 12 12 12 10 14 8 10 12 30 – 40 – 40 – 60 – 70 – 5 – 90 – – 5 – 7 – 10 3,16 3,21 3,10 3,24 3,40 3,36 4,77 3,56 3,87 3,45 37,7 37,1 37,9 36,8 35,0 34,3 33,0 30,2 34,7 33,9 78,1 77,4 77,7 68,5 68,1 62,2 58,1 59,4 61,2 60,5 9,0 8,5 8,9 8,7 8,4 9,2 7,7 8,8 Підписне 8,4 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8,0