ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отвердители из "Термостойкие клеи" Не меньше, чем строение и содержание эпоксидных групп в эпоксидной смоле, на свойства клеев влияет природа отвердителя. Все отвердители эпоксидных смол можно разделить на две группы. К первой из них относятся отвердители, которые взаимодействуют с эпоксидной смолой путем присоединения активного атома водорода к эпоксидной группе. Наиболее важными представителями этого класса отвердителей являются амины, а также би- или иолифункциональные карбоновые кислоты и их ангидриды. Ко второй группе отвердителей эпоксидных смол относятся соединения, которые служат катализаторами гомополимеризации этих смол. Такими соединениями являются как органические, так и не-органическце кислоты и основания, включая кислоты и основания Льюиса. Наиболее часто в качестве отвердителей термостойких клеев применяют ароматические амины, латентные ( скрытые ) аминные отвердители и ангидриды. Представляет интерес использование для отверждения имидазолов или их солей. Как правило, отверждение термостойких эпоксидных клеев происходит при повышенных температурах. [c.30] Прочность клеевых соединений в значительной степени зависит от природы отвердителя. Так, прочность клеевых соединений на клеях, отвержденных аминами, при комнатной температуре выше, чем прочность соединений на клеях, отвержденных ангидридами. При использовании ангидридов получаются композиции с хорошими эластическими свойствами, что невозможно в случае применения аминов. В табл. 1.4 приведены данные о прочности клеевых соединений алюминия на эпоксидном клее (смола на основе дифенилолпропана, эпоксидное число 180—195) с использованием различных отвердителей [8, с. 36]. [c.30] В качестве отвердителей термостойких клеев применяют некоторые ароматические и кремнийсодержащие амины, а также латентные отвердители [25, с. 22]. Свойства некоторых ароматических аминов, применяемых в качестве отвердителей, приведены в табл. 1.5. [c.31] Процесс отверждения аминами является весьма сложным. Еще больше он усложняется образованием в процессе отверждения гидроксильных групп, которые, как известно, оказывают каталитическое действие на реакцию и образуют водородные связи с атомами азота соседних молекул. [c.31] Механизм взаимодействия эпоксидных смол со скрытыми от-вердителями, исследованный на примере дициандиамида [28, 29], очень сложен. Отверждение проходит в две стадии, на первой наблюдается раскрытие эпоксидного кольца с образованием Ы-ал-килциангуанндина, на второй — присоединение водорода гидроксильной группы к тройной связи нитрильной группы с образованием иминоэфира, который затем перегруппировывается в гуанил-мочевину. [c.32] Дициандиамид часто применяется в качестве отвердителя эпоксидно-фенольных клеящих композиций. Кроме того, его используют в качестве ускорителя в клеях, отверждаемых ангидридами [30]. [c.32] В качестве отвердителя эпоксидных смол может применяться трис(диметиламинометил)фенол, представляющий собой продукт взаимодействия фенола, диметиламина и раствора формальдегида [32]. Этот отвердитель вводят в количестве 5—6 масс. ч. на 100 масс. ч. смолы. Жизнеспособность клеевых композиций при комнатной температуре — не менее 30 мин. Отверждение происходит при комнатной температуре, однако для достижения максимальных показателей прочности и теплостойкости необходимо проводить дополнительную термообработку при повыщенной температуре. Оптимальным можно считать следующий режим отверждения 24 ч при комнатной температуре +2 — 5 ч при 90— 100°С. [c.33] Трис (диметиламинометил) фенол (в очень небольших количествах) может быть использован также в качестве ускорителя отверждения эпоксидных смол. [c.33] Необходимо отметить, что имидазол значительно менее токсичен, чем ароматические амины [33]. В США его выпускают под торговой маркой ЕМ1-24. [c.33] При отверждении имидазол входит в полимерную цепь. [c.34] Для получения термостойких клеев наиболее часто в качестве отвердителей применяют ангидриды. Это можно объяснить тем, что при отверждении кислотами функциональность эпоксидной смолы, которая влияет на ее термостойкость, равна 1, а при отверждении ангидридом той же кислоты функциональность повышается до 2. [c.34] Механизм реакций (1) и (2) в значительной степени зависит от наличия или отсутствия в системе катализатора, а механизм реакции (3) при введении в систему катализатора не изменяется. Было установлено также, что в присутствии гидроксильных групп при повышенных температурах реакции обратимы, и при нагревании образуется свободный фталевый ангидрид. [c.35] Оптимальные свойства отвержденные композиции имеют при введении 80% фталевого ангидрида от стехиометрически рассчитанного количества. [c.35] На скорость процесса отверждения гидроксильные группы не влияют. [c.36] Кроме третичных аминов в качестве катализаторов отверждения эпоксидных смол ангидридами могут быть использованы фосфор- и оловоорганические соедин-зния [34—35], четвертичные аммониевые основания, в том числе комплексы на основе имидазолов и бензимидазолов [36], хелатные комплексы [37—39], органические соединения, содержащие серу (меркаптаны и сульфиды) [8]. [c.36] Рекомендуемое количество на 10о в. ч. [c.36] Поскольку этот диангидрид представляет собой твердый продукт, важным является метод введения его в эпоксидные смолы. При простом механическом перемешивании ангидрид неравномерно распределяется в смоле и могут образовываться очаги внутренних напряжений. При совмещении расплавленных компонентов наблюдается резкое снижение жизнеспособности клеев. Весьма эффективным методом является введение твердого ангидрида в жидкую эпоксидную смолу при комнатной температуре, перемешивание до равномерного распределения твердого продукта в жидком с последующим перемешиванием в шаровой мельнице до получения стойкой суспензии (40]. Перед нанесением клеев-суспензий необходимо подогреть клей или склеиваемую поверхность. [c.37] Исключительной термостойкостью характеризуются клеевые композиции с пиромеллитовым диангидридом, однако высокая температура плавления затрудняет его использование. Для снижения температуры плавления его совмещают с фталевым или ма-леиновым ангидридом и получают эвтектические смеси. [c.37] Вернуться к основной статье