Падрыхтоўка карбоксилатерминированного для нанясення эпаксіднага парашкавага пакрыцця

Падрыхтоўка і характарыстыка прэпалімераў эпаксіднай смалы з полі (бутадыен-суакрыланітрылам) з карбаксільным канцом для эпаксіднай смолы, злучанай сплаўленнем парашковая афарбоўка

1 Увядзенне

Злепленая эпаксідная смала (FBE) парашковыя пакрыцця якія ўпершыню былі распрацаваны кампаніяй 3M Co., шырока выкарыстоўваюцца, калі доўгатэрміновая абарона ад карозіі вельмі важная, напрыклад, у нафтавай, металічнай, газавай і водаправоднай прамысловасці. Аднак патрабаванні да прадукцыйнасці парашковых пакрыццяў FBE з'яўляюцца складанымі з-за іх высокай шчыльнасці сшыванняў. Уласцівая далікатнасць зацвярдзелых пакрыццяў з'яўляецца адной з асноўных перашкод, якія перашкаджаюць больш шырокаму прымяненню эпаксідных смол у прамысловасці. Такім чынам, можа быць магчымым палепшыць характарыстыкі пакрыццяў FBE за кошт павышэння трываласці пакрыцця. Многія метады ўзмацнення цвёрдасці выкарыстоўваліся для ўмацавання эпаксідных сістэм, часта ў кампазітных прымяненнях, уключаючы гуму, эластамер, тэрмапластыка, супалімер, эпаксідныя смолы, мадыфікаваныя наначасціцамі, і іх камбінацыі.
Нягледзячы на ​​тое, што было шмат даследаванняў па ўзмацненню жорсткасці мадыфікацый эпаксідных сістэм, большасць з іх
даследаванні ўключалі хімічную мадыфікацыю эпаксіднай смалы рэактыўнай вадкай гумай, у прыватнасці бутадыен-каакрыланітрылам (CTBN) з карбоксильным канцом. McGarry і соавт. выкарыстоўвалі CTBN з малекулярнай масай 3000 і розныя эпаксідныя смалы DGEBA, отверждаемые піперыдынам. Kinloch і соавт. выявілі дынамічную залежнасць у сістэме DGEBA/CTBN/піперыдин шляхам разліку трываласці пры ўдары пры розных хуткасцях удару і атрымання амаль двухразовага павелічэння глейкасці. CTBN можа быць уведзены ў эпаксідныя сістэмы, такія як диглицидиловый эфір бісфенолу-А (DGEBA) эпаксідныя смолы. Калі такія эпаксідныя смалы застываюць разам з вадкай гумай, трываласць даменаў можа быць палепшана за кошт паглынання энергіі ўдару. Добра вядома, што зацвярдзелыя смалы ўключаюць двухфазныя сістэмы [26], у якіх вадкі каўчук рассеяны ў матрыцы з эпаксіднай смалы са сферычнай даменнай структурай або бесперапыннай структурай.
Да гэтага часу загартоўка эпаксідных смол была ў асноўным засяроджана на вадкіх эпаксідных смолах, і мала даследаванняў было засяроджана на загартоўванні цвёрдых эпаксідных смол. У гэтым артыкуле мы падрыхтавалі прэполімеры CTBN-EP без выкарыстання якіх-небудзь арганічных растваральнікаў. Затым былі выраблены кампазіты для парашковых пакрыццяў FBE, напоўненых прэпалімерамі CTBN-EP. На падставе механічных уласцівасцяў і марфалагічнага аналізу былі зроблены спробы прааналізаваць механізмы загартоўкі, якія пераважаюць у фазападзеленай матрыцы. Аналіз ўзаемасувязі структурных уласцівасцяў сістэмы CTBN-EP - гэта новая спроба, наколькі нам вядома. Такім чынам, гэтая новая тэхналогія ўзмацнення жорсткасці можа пашырыць вобласці прымянення парашковых пакрыццяў FBE ў прамысловасці.

2 Эксперыментальны

2.1 матэрыялы

У якасці эпаксіднай смалы выкарыстоўвалі цвёрды диглицидиловый эфір бісфенолу А (DGEBA) (DOW, DER663) з эпаксіднай эквівалентнай масай 750-900. Вадкі полі(бутадыен-каакрыланітрыл) (CTBN) (Eme) з карбаксільнымі канчаткаміrald, выкарыстаны Hypro 1 300×1323) з утрыманнем акрыланітрылу 26%. У якасці каталізатара ў гэтай сістэме быў выкарыстаны трыфенилфосфин. Ацвярджальнік (HTP-305) быў фенольным. Фенольная эпаксідная смала (GT7255) была набыта ў HUNTSMAN Co., Пігмент (L6900), які быў пастаўлены BASF Co., дэгазатары і выраўноўваюць агенты былі набыты ў Aisitelun.

2.2 Сінтэз і характарыстыка прэполімераў CTBNEP

Стехіяметрычныя колькасці эпаксідных смол, CTBN і каталізатара змясцілі ў колбу, якую награвалі і перамешвалі механічным перамешваннем пры тэмпературы 150 ℃ на працягу 3.0 гадзін. Рэакцыю спынялі, калі кіслотнае значэнне паніжалася да 0. Прапалімеры былі пазначаныя як C0, C5, C10, C15 і C20 (індэксы - гэта змесціва CTBN). Магчымая рэакцыя паказана на мал.1.
Для характарыстыкі структур выкарыстоўвалася FTIR-спектраскапія. Спектры FTLA рэгістраваліся спектрафатометрам FTLA2000-104 у дыяпазоне даўжынь хваль 4-500 см-500 (ABB Bomem, Канада). Малекулярная маса і малекулярна-масавае размеркаванне форполимеров CTBN-EP былі вызначаны метадам ГПХ. У якасці элюента выкарыстоўвалі тэтрагідрафуран (ТГФ) пры хуткасці патоку 1 мл/мін. Сістэма калонкі была калібраваная з выкарыстаннем монодисперсного стандартнага полістыролу.

2.3 Падрыхтоўка і характарыстыка отверждаемых плёнак

Былі падрыхтаваны пяць ацвярджальных плёнак, якія змяшчаюць 0-20 мас.% CTBN. Разлічаныя колькасці DGEBA (у адпаведнасці з рэцэптурай, прыведзенай у табліцы 1) і HTP-305 змешвалі пры 120 ℃ на працягу 10 хвілін, каб атрымаць аднастайную сумесь. Сумесь вылівалі ў разагрэтую жалезную форму, вытрымлівалі ў духоўцы з гарачым паветрам пры тэмпературы 180 ℃ на працягу 10 хвілін, а затым пасля вытрымлівалі на працягу 30 хвілін пры 200 ℃.

Выпрабаванні на расцяжэнне праводзілі на машыне KD111-5 (KaiQiang Co., Ltd., Кітай) пры хуткасці перакрыцця 1 мм/мін. Значэнні былі ўзятыя з трох узораў у сярэднім у адпаведнасці з GB/2568-81. Ацэньвалася падаўжэнне ў кропцы разрыву ўзору. Ударную глейкасць ўзору вызначалі на станку МЗ-2056 з выкарыстаннем прастакутных узораў 40 мм × 10 мм × 2 мм. Выпрабаванні праводзіліся пры пакаёвай тэмпературы, і значэння былі ўзятыя з сярэдніх трох узораў у адпаведнасці з GB/T2571-1995.

Тэмпературы шкловання плёнак зацвярдзення вызначалі з дапамогай дынамічнага механічнага аналізатара (DMA). Вымярэння праводзіліся пры хуткасці нагрэву 2 ℃/мін ад -90 ℃ да 180 ℃ пры фіксаванай частаце 1 Гц. Модуль назапашвання, модуль страт і каэфіцыент страт былі атрыманы з дапамогай падвойнага кансольнага рэжыму з выбаркам памерам 30 мм × 10 мм × 2 мм.

Праводзілася сканіруючая электронная мікраскапія (СЭМ) (СЭМ Quanta-2000, FEI галандскага) з напругай электронаў 10 кВ. Узоры разбівалі пад вадкім азотам і спачатку апрацоўвалі талуолам для экстракцыі гумовай фазы перад сушкай у вакууме. Памер і размеркаванне дысперсных часціц вызначалі з дапамогай паўаўтаматычнага здымка.

Працэнт страты масы і характарыстыкі тэрмічнага дэградацыі падрыхтаваных узораў ацэньвалі з дапамогай тэрмагравіметрычнага аналізатара (TGA), запісанага на прыборы (METTER Toledo, Швейцарыя). Колькасць узятай пробы складала прыкладна 5-10 мг у плацінавай рондалі. Хуткасць нагрэву ў кожным запуску падтрымлівалася на ўзроўні 10 ℃/мін, а дыяпазон тэмператур быў навакольным да 800 ℃.