تحضير Carboxylterminated لطلاء مسحوق الإيبوكسي المرتبط بالانصهار

تحضير وتوصيف البوليمرات الأولية لراتنج الإيبوكسي البولي (بوتادين - أكريلونيتريل المشترك) الكربوكسيل من أجل الإيبوكسي المرتبط بالانصهار مسحوق الطلاء

مقدمة 1

الإيبوكسي الانصهار (FBE) مسحوق الطلاء التي تم تطويرها لأول مرة بواسطة شركة 3M ، يتم استخدامها على نطاق واسع عندما تكون الحماية من التآكل على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية كما هو الحال في صناعات أنابيب النفط والمعادن والغاز والمياه. ومع ذلك ، فإن متطلبات الأداء لطلاء مسحوق FBE تمثل تحديًا بسبب كثافتها العالية للربط المتبادل. يعد الهشاشة المتأصلة في الطلاء المعالج أحد العقبات الرئيسية التي تحول دون تطبيق أوسع للإيبوكسيات في الصناعات. لذلك ، قد يكون من الممكن تحسين أداء طلاء FBE عن طريق زيادة صلابة الطلاء. تم استخدام العديد من طرق التقوية لتقوية أنظمة الإيبوكسي ، غالبًا في التطبيقات المركبة ، بما في ذلك المطاط ، واللدائن المرنة ، لدن بالحرارة، البوليمر المشترك ، الايبوكسيات المعدلة بالجسيمات النانوية ومجموعات ما سبق.
على الرغم من وجود العديد من الأبحاث حول تعديل تعديلات أنظمة الإيبوكسي ، إلا أن الغالبية العظمى من
تضمنت الدراسات التعديل الكيميائي لراتنجات الايبوكسي باستخدام مطاط سائل تفاعلي ، ولا سيما بوتادين-كو-أكريلونيتريل (CTBN) المنتهي بالكربوكسيل. استخدم McGarry وآخرون CTBN للوزن الجزيئي 3000 والعديد من إبوكسي DGEBA المعالج بالبيبيريدين. كشف Kinloch et al عن اعتماد ديناميكي في نظام DGEBA / CTBN / piperidine عن طريق حساب صلابة كسر الصدمة بسرعات ضرب مختلفة والحصول على زيادة تقارب الضعف في المتانة. يمكن إدخال CTBN في أنظمة الإيبوكسي مثل diglycidyl ether لراتنجات الإيبوكسي bisphenol-A (DGEBA). عندما يتم معالجة راتنجات الايبوكسي هذه مع المطاط السائل ، يمكن تحسين صلابة المجالات عن طريق امتصاص طاقة الصدمة. من المعروف جيدًا أن الراتنجات المعالجة تشتمل على نظامين من الطورين [26] حيث يتم تشتيت المطاط السائل في مصفوفة من الإيبوكسي بهيكل مجال كروي أو بنية متصلة.
حتى الآن ، ركز تقوية راتنجات الايبوكسي بشكل أساسي على راتنجات الايبوكسي السائلة ، وركز القليل من الأبحاث على تقوية راتنجات الايبوكسي الصلبة. في هذا البحث ، قمنا بإعداد البوليمرات الأولية CTBN-EP دون استخدام أي مذيبات عضوية. ثم تم إنتاج مواد الطلاء بالبودرة FBE المليئة بالبوليمرات الأولية CTBN-EP. بناءً على الخصائص الميكانيكية والتحليل الصرفي ، تم إجراء محاولات لتحليل آليات التقوية السائدة في مصفوفة فصل الطور. يعد تحليل علاقة الملكية الهيكلية لنظام CTBN-EP مسعى جديدًا على حد علمنا. وبالتالي ، يمكن لتقنية التقوية الجديدة هذه أن توسع مجالات تطبيق طلاء مسحوق FBE في الصناعة.

2 التجريبية

المواد 2.1

كان راتنجات الايبوكسي المستخدمة عبارة عن مادة ديجليسيديل إيثر صلبة من ثنائي الفينول أ (DGEBA) (DOW ، DER663) بوزن مكافئ للإيبوكسيد من 750-900. بولي سائل منتهي بالكربوكسيل (بوتادين - أكريلونيتريل مشترك) (CTBN) (Emeralتم استخدام d ، Hypro 1 × 300) بمحتوى أكريلونيتريل 1323٪. تم استخدام Triphenyl phosphine كعامل مساعد في هذا النظام. كان عامل المعالجة (HTP-26) من الفينول. تم شراء راتنجات الايبوكسي الفينولية (GT305) من شركة HUNTSMAN Co.

2.2 توليف وتوصيف البوليمرات الأولية CTBNEP

تم وضع كميات متكافئة من راتنجات الايبوكسي ، CTBN والمحفز في دورق يتم تسخينه وتقليبه ميكانيكيًا عند 150 ℃ لمدة 3.0 ساعة. تم إيقاف التفاعل عندما انخفضت قيمة الحمض إلى 0. تم تمييز البوليمرات الأولية على أنها C0 و C5 و C10 و C15 و C20 (الرموز الفرعية هي محتويات CTBN). يظهر التفاعل المحتمل في الشكل 1.
تم استخدام التحليل الطيفي FTIR لتوصيف الهياكل. تم تسجيل أطياف FTIR بواسطة مقياس الطيف الضوئي FTLA2000-104 في نطاق الطول الموجي من 4-500 سم 500 (ABB Bomem في كندا). تم تحديد الأوزان الجزيئية وتوزيع الوزن الجزيئي لبوليمرات CTBN-EP بواسطة GPC. تم استخدام Tetrahydrofuran (THF) كمادة شطف بمعدل تدفق 1 مل / دقيقة. تمت معايرة نظام العمود باستخدام بوليسترين قياسي أحادي التشتت.

2.3 تحضير وتوصيف أفلام المعالجة

تم تحضير خمس طبقات معالجة تحتوي على 0٪ -20 وزن٪ CTBN. تم تقليب الكميات المحسوبة من DGEBA (حسب الصيغة الواردة في الجدول 1) و HTP-305 عند 120 ℃ لمدة 10 دقائق للحصول على خليط متجانس. يصب الخليط في قالب حديدي مسخن ومعالج في فرن هواء ساخن عند 180 ℃ لمدة 10 دقائق ثم يعالج بعد ذلك لمدة 30 دقيقة عند 200.

تم إجراء اختبارات الشد على ماكينة KD111-5 (KaiQiang Co.، Ltd. ، الصين) بسرعة متقاطعة تبلغ 1 مم / دقيقة. تم أخذ القيم من متوسط ​​ثلاث عينات وفقًا لـ GB / 2568-81. تم تقييم الاستطالة عند نقطة الانهيار للعينة. تم تحديد قوة تأثير العينة على آلة MZ-2056 باستخدام عينات مستطيلة 40 مم × 10 مم × 2 مم. أجريت الاختبارات في درجة حرارة الغرفة وأخذت القيم من متوسط ​​ثلاث عينات وفقًا لـ GB / T2571-1995.

تم تحديد درجات حرارة التزجج لأغشية المعالجة باستخدام محلل ميكانيكي ديناميكي (DMA). أجريت القياسات بمعدل تسخين 2 ℃ / دقيقة من -90 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية عند مستوى تردد ثابت 1 هرتز. تم الحصول على معامل التخزين ومعامل الفقد وعامل الفقد باستخدام وضع ناتئ مزدوج مع عينة بحجم 30 مم × 10 مم × 2 مم.

تم إجراء الفحص المجهري الإلكتروني (SEM) (طراز Quanta-2000 SEM ، FEI باللغة الهولندية) بجهد إلكتروني يبلغ 10 كيلو فولت. تم تكسير العينات تحت النيتروجين السائل ومعالجتها أولاً باستخدام التولوين لاستخراج الطور المطاطي قبل تجفيفها تحت ضغط. تم تحديد حجم وتوزيع الجسيمات المشتتة عن طريق التقاط صورة نصف آلية.

تم تقييم نسبة فقدان الوزن وخصائص التدهور الحراري للعينات المحضرة بواسطة محلل قياس الوزن الحراري (TGA) المسجل على الأداة (METTER Toledo في سويسرا). كانت كمية العينة المأخوذة حوالي 5-10 مجم في وعاء عينة من البلاتين. تم الحفاظ على معدل التسخين في كل شوط عند 10 ℃ / دقيقة وكان نطاق درجة الحرارة محيطة بـ 800.