Модифицированные эпоксидные композиции пониженной горючести
Примечание: * - определены вискозиметрически
Введение в эпоксидный олигомер ФОМа повышает температуру отверждения до 1400С, а время гелеобразования сокращается до 16 мин. Аналогичное влияние ФОМа проявляется в эпоксидной композиции, модифицированной ФД, что связано с образованием химических связей между функциональными группами ФОМа и эпоксидного олигомера.
Исследование степени отверж
дения показало, что максимально возможная степень отверждения достигается при наличии ФОМа при «холодном» отверждении, в присутствии других соединений – только при термообработке, табл.1.
В эпоксидных композициях, содержащих ФД и ФТ отмечены пики валентных колебаний групп ОН, Р=О, Р-О-С-, имеющихся у ЗГ, а также обнаружено образование полосы поглощения при 1183 см-1, соответствующей валентным колебаниям группы –СО- простой эфирной связи –СН2-О-СН2, отсутствующей у ЗГ и ЭД-20, рис.3. Образование этих групп, подтверждает химическое взаимодействие между эпоксидным олигомером и данными ЗГ. Наличие химического взаимодействия ФД и ФТ с эпоксидным олигомером подтверждается также высокими значениями энергии активации деструкции, табл.3.
В эпоксидной композиции, содержащей ФОМ, обнаружено отсутствие пика валентных колебаний –С=С- (1636 см-1), принадлежащего ФОМу. Появление новых пиков (1150-1070 см-1) группы С-О-С алифатического эфира свидетельствует о том, что ФОМ взаимодействует с эпоксидным олигомером по гидроксильным группам с раскрытием двойной связи.
Методом ДИСК определено наличие высокого значения интегрального теплового эффекта в композиции ФД+ПЭПА. Поэтому, вероятнее всего, в композиции ФД взаимодействует не только с эпоксидным олигомером, но и с ПЭПА, а ФОМ – только с эпоксидным олигомером, табл.2.
Таблица 2
Интегральный тепловой эффект образования эпоксидных композиций
Состав композиции, масс.ч., на 100 масс.ч. ЭД-20 |
Площадь теплового эффекта, S, град×с/г |
Интегральный тепловой эффект, Qр, Дж/г |
Объемное электрическое сопротивление, rv, Ом |
Поверхностное электрическое сопротивление, rs, Ом×м |
ЭД-20+15ПЭПА |
33456,0 |
906,7 |
2,16·1012 |
8,16·1011 |
ФД+ПЭПА |
23609,0 |
639,8 |
- |
- |
ФОМ+ПЭПА |
6952,6 |
188,4 |
- |
- |
ЭД-20+40ФД+15ПЭПА |
5826,9 |
157,9 |
1,57·1011 |
1,48·1011 |
ЭД-20+20ФОМ+15ПЭПА |
17261 |
368,5 |
1,49·109 |
1,5·1012 |
ЭД-20+20ФД+20ФОМ+15ПЭПА |
22711,0 |
615,5 |
1,2·1012 |
9,6·1013 |
Влияние ЗГ на процессы пиролиза и горения эпоксидного полимера определяли методом ТГА. Применяемые ЗГ ФП, ФТ и ФД относятся к достаточно термостойким соединениям и разлагаются в температурном интервале, близком к температуре разложения эпоксидной смолы. Это может обеспечивать эффективное влияние данных ЗГ на процессы горения эпоксидной смолы, табл.3.
Влияние исследуемых ЗГ на поведение эпоксидной смолы при пиролизе проявляется в следующем:
· повышается термоустойчивость материала, что подтверждается возрастанием температуры начала деструкции;
· увеличивается выход карбонизованного остатка по окончании основной стадии деструкции, соответственно, снижается количество летучих продуктов, табл.;
· значительно увеличивается энергия активации процесса деструкции;
· снижаются скорости потерь массы.
Таблица 3
Данные ТГА и горючести эпоксидных компаундов
Состав композиции, масс.ч., на 100 масс.ч. ЭД-20 |
Тнач.,оС |
КО, % |
Dm, % |
Еа, кДж/моль |
ЭД-20+15ПЭПА |
200 |
53(390оС) |
78 |
95 |
Фосполиол |
230 |
34(350оС) |
- |
148 |
ЭД-20+40ФП+15ПЭПА |
215 |
58(360оС) |
0,9 |
69 |
Фостетрол |
260 |
35(350оС) |
- |
81 |
ЭД-20+40ФТ+15ПЭПА |
220 |
57(355оС) |
1,4 |
158 |
Фосдиол |
260 |
26(350оС) |
- |
102 |
ЭД-20+40ФД+15ПЭПА |
275 |
54(345оС) |
0,8 |
823 |
ФОМ |
180 |
28(380оС) |
- |
297 |
ЭД-20+20ФОМ+15ПЭПА |
230 |
49(365оС) |
4,0 |
85 |
Выявленное влияние ФП, ФТ и ФД на термолиз эпоксидной смолы проявляется и в поведении материала при горении.