Полімерна композиція

Полімерна композиція на основі епоксиднодіанової смоли ЕД-20 та отверджувача ГГЕПА, яка відрізняється тим, що композиція додатково містить модифікатор у формі поліфенілдиметилсилоксану КО-85ФМ при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: епоксидна смола 100 поліетиленполіамін 10-14 кремнієорганічний лак КО-85ФМ 10-80. (19) (21) u200914017 (22) 31.12.2009 (24) 10.06.2010 (46) 10.06.2010, Бюл.№ 11, 2010 р. (72) САВЧУК ЛЮДМИЛА АНАТОЛІЇВНА, САВЧУК ПЕТРО ПЕТРОВИЧ (73) ВОЛИНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. ЛЕСІ УКРАЇНКИ 3 епоксидного в'яжучого, яке містить епоксиднодіановий олігомер, модифікатор і отверджувач, причому як модифікатор використаний кремнійорганічний лак КО-85ФМ, що являє собою модифікований розчин поліфенілдиметилсилоксанової смоли в толуолі. Поставлене завдання вирішується таким чином. Полімерна композиція на основі епоксиднодіанової смоли ЕД-20 та отверджувача ПЕПА, згідно з корисною моделлю, що заявляється, містить модифікатор у формі поліфенілдиметилсилоксану КО-85ФМ при такому співвідношенні інгредієнтів, мас. ч.: епоксидно-діанова смола ЕД-20 - 100; поліетиленполіамін - 10-14; кремнійорганічний лак КО-85ФМ - 10-80. Застосування методики багатофакторного планування експерименту та статистичної обробки експериментальних даних дозволили встановити, що найвища адгезійна міцність, а також ударна в'язкість притаманні полімерній композиції в даному діапазоні концентраційного співвідношення. Як базовий компонент для полімерної композиції використано низькомолекулярний епоксиднодіановий олігомер ЕД-20, який має розвинуту сировинну базу і характеризується високими фізикомеханічними властивостями. Для зшивання епоксидного в'яжучого використовували низькотемпературний отверджувач - поліетиленполіамін (ПЕПА). Вміст отверджувача у матриці визначали на основі оптимального поєднання високих фізикомеханічних властивостей з технологічністю виготовлення композиції. Введення отверджувача понад 14 мас. ч. на 100 мас. ч. ЕД-20 призводить до зниження руйнівного напруження та модуля пружності при згинанні. Введення отверджувача до 10 мас. ч. на 100 мас. 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, отверджувача та модифікатора у формі поліметилфенілсилоксану КО-85ФМ (10-80 мас. 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 80 мас. ч. на 100 мас. ч. ЕД-20 зумовлює підвищення внутрішніх напружень та зниження міцнісних характеристик 50558 4 матеріалу внаслідок недостатнього зшивання компаунду. Введення модифікатора при концентраціях до 10 мас. 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 епоксидну смолу модифікатора і отверджувача (кількісний вміст компонентів згідно формули винаходу); перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; вакуумування композиції протягом 40-60 хв; термічна обробка; контроль якості сформованої композиції. На етапі перемішування здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. Полімеризація системи здійснюється за ступінчастим температурним режимом: 0,5-1,2 год при 333К + 0,5-1 год при 393К + 1,5-2,5 год при 438К 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 перед найближчим аналогом (а.с. №1495345): 1. На 17-20 % вища адгезійна міцність системи при введенні модифікатора КО-85ФМ 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 1,3-1,5 раз вища ударна в'язкість системи за рахунок раціонально підібраного співвідношення інгредієнтів, що забезпечує оптимальну когезійну міцність композиції. 5 50558 6 Таблиця № п/п 1 1 2 3 4 1 2 3 4 Компоненти Композиція згідно корисної моделі Прикл.1 Прикл. Прикл. 2 3 3 4 5 смола 100 100 100 2 Епоксидна ЕД-20 Отверджувач поліе- 10 12 14 тиленполіамін Модифікатор КО- 10 80 50 85ФМ Антипірен Характеристики композитного матеріалу: Внутрішні напружен- 3,01 3,7 2,8 ня, МПа Адгезійна міцність на 37,8 35,2 38,5 розрив, МПа Границя міцності при 85,6 69,2 89,7 стиску, МПа Ударна в'язкість, 9,6 8,8 9,5 2 кДж/м Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Контрольні приклади Прототип 1 2 3 4 5 6 7 8 6 100 7 100 8 100 9 100 10 100 11 100 12 13 100 100 10 10 14 12 12 12 10 20 30 40 40 60 70 3,16 3,17 3,22 3,12 3,26 38,2 37,8 37,3 37,8 87,4 78,3 77,6 9,7 9,3 8,6 14 100 15 100 16 100 14 8 10 12 5 90 5 7 10 3,44 3,39 4,79 3,56 3,87 3,45 36,9 35,2 34,5 33,3 30,2 34,7 33,9 77,9 68,7 68,2 62,3 58,2 59,4 61,2 60,5 8,8 8,9 8,6 8,4 8,0 Підписне 9,4 7,9 8,8 Тираж 26 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