Создание эпоксидных композиций пониженной горючести с электропроводящими и диэлектрическими свойствами

Анализ данных ИК-спектроскопии неотвержденной ЭД-20, рис. 3 кр.2, показал, что полосы поглощения, почти полостью совпадает со спектром смолы, приведенном в литературных источниках.

Підпис: пропускание, %

длина волны, см-1

Рис.3. ИК-спектры: 1-ПЭ

ПА; 2-ЭД-20; 3-ЭД-20+15ПЭПА;

4 – ЭД-20+30 ТХЭФ +15 ПЭПА; 5-ЭД-20+40ФД +15ПЭПА,

6-ЭД-20+20ФОМ+15ПЭПА

Методом ИКС определено наличие в спектрах эпоксидной композиции содержащей ФД, полосы поглощения при 1183 см –1, соответствующей валентным колебаниям –СО– простой эфирной связи, отсутствующей у ФД и ЭД-20,что свидетельствует о химическом взаимодействии компонентов, рис. 3. Кроме того, по данным ДИСК, отмечено наличие высокого значения интегрального теплового эффекта в композиции ФД+ПЭПА, табл. 5. Поэтому, вероятнее всего, ФД взаимодействует не только с олигомером, но и с ПЭПА.

В ИК спектрах композиции ЭД-20 +ФОМ обнаружено отсутствие пика валентных колебаний связи –С=С– , принадлежащей ФОМу и появление новых пиков (1150-1070 см–1) группы -С-О-С- алифатического эфира. Эти данные подтверждают взаимодействие ФОМа с олигомером по гидроксильным группам с раскрытием двойной связи. Это взаимодействие подтверждается и высокими значениями интегрального теплового эффекта (табл. 5) и температуры отверждения (140ºC).

Таблица 5.

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

ЭД-20+15ПЭПА

33456,0

906,7

ФД+ПЭПА

23609,0

639,8

ФОМ+ПЭПА

6952,6

188,4

ЭД-20+40ФД+15ПЭПА

5826,9

157,9

ЭД-20+20ФОМ+15ПЭПА

17261

368,5

ЭД-20+20ФД+20ФОМ+15ПЭПА

22711,0

615,5

Анализ данных термогравиметрии показал, что применяемые ЗГ относятся к достаточно термостойким соединениям, табл. 6.

Таблица 6.

Показатели пиролиза и горючести эпоксидных композиций, отвержденных ПЭПА (15 масс. ч.)

Состав,

масс. ч. на 100 масс.ч. ЭД-20

Температура начала деструкции,

ТН, °С

Выход карбонизованного остатка по заверше-

нии основной

стадии пиролиза, % (масс.)

Энергия

актива-

ции, ЕА,

кДж

моль

Потери массы при горении на

воздухе,

Dm, % (масс.)

ЭД-20+40ФД

275

53 (345оС)

823

0,8

ЭД-20+20ФОМ

230

49 (365оС)

85

4,0

ЭД-20+30 ТХЭФ

300

56 (300 оС)

128

0,3

Введение исследуемых ФД и ФОМа в количестве 40 масс. ч, а ТХЭФ в количестве 30 масс. ч. в эпоксидную смолу оказывает влияние на поведение при пиролизе и проявляется в том, что: повышается термоустойчивость материала, что подтверждается возрастанием температуры начала деструкции; увеличивается выход карбонизованного остатка по окончании основной стадии деструкции; увеличивается, а с ФД И ФОМом значительно энергия активации процесса деструкции; снижаются скорости потери массы.

Определение класса горючести модифицированных композиций методом «керамической трубы» показало, что выделяющиеся продукты деструкции относятся к негорючим так как температура при испытаниях не только не возрастает, но отмечено для всех образцов ее снижение относительно поддерживаемой в испытательной камере, температуры (250ºС) и минимальные потери массы связанные с некоторой деструкцией образца, следовательно, в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89, разработанные составы относятся к классу трудногорючих, так как к этому классу относятся материалы, для которых Dt<60оC и Dm<60%, табл.7.

Таблица 7.

Показатели горючести эпоксидных композиций, определенные по методу «керамическая труба»

Состав материала, масс. ч.,

на 100 масс. ч. ЭД-20

Приращение температуры, DТ, оС

Потери массы, Dm, %

ЭД-20+15ПЭПА

+650

80

ЭД-20+40ФД+15ПЭПА

-20

0,15

ЭД-20+40ФОМ+15ПЭПА

-10

0,21

ЭД-20+20ФД+20ФОМ+15ПЭПА

-30

0,31

ЭД-20+40ФД+20ФОМ+15ПЭПА

-40

0,35

На горение полимерных композиционных материалов (ПКМ) большое влияние оказывают процессы коксообразования, структура и свойства кокса. Применение фосфорсодержащих замедлителей горения, являющимися катализаторами коксообразования коксующихся полимеров повышает выход карбонизованного остатка и изменяет его макро и микроструктуру. Это приводит к изменению теплообмена между пламенем и полимером, а следовательно, влияет на протекание процессов пиролиза и горения.

Поэтому изучение механизма карбонизации полимеров, а именно, влияние на него замедлителей горения, условий испытаний и других факторов важно при разработке ПКМ пониженной горючести, в том числе на основе эпоксидной смолы наполненной сажей, ГТО, ПФА, NH4Cl и фосфор- и хлорсодержащими соединениями (ФОМ, ФД, ТХЭФ).

Страница:  1  2  3  4  5  6  7  8 


Другие рефераты на тему «Химия»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2024 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы