Эпоксидные покрытия структурообразование

Специфика структурообразования на различных этапах формирования покрытий зависит от химического состава олигомеров и условий отверждения. В эпоксидных покрытиях в отличие от полиэфирных первая стадия отверждения характеризуется возникновением фибриллярных структур и небольшого числа глобулярных образований. Вторая стадия связана с увеличением числа глобул и образованием химических связей между ними. Как будет показано далее, продолжительность индукционного периода и скорость полимеризации существенно зависят от степени упорядочения структуры олигомеров. [c.139]

При исследовании структурообразования в эпоксидных покрытиях обнаружено, что причина образования дефектов в поверхностном слое покрытий обусловлена спецификой структурообразования в растворах олигомеров, состоящей в том, что молекулы с большей молекулярной массой образуют ассоциаты с упорядоченной структурой, выполняющие роль центров структурообразования. [c.180]

На рис. 4.27 приведена структура эпоксидных покрытий из нетиксотропных и тиксотропных композиций. Исходные покрытия характеризуются неоднородной структурой, состоящей из глобул диаметром 60—50 нм и их агрегатов. При действии магнитного поля с оптимальными параметрами формируется однородная глобулярная структура с глобулами диаметром 15— 20 нм. Из этих данных следует, что действие магнитного поля в данных условиях связано не с ориентацией структурных элементов по направлению силовых линий, а с фиксированием ассоциатов в олигомерной системе и устранением эффекта их агрегации в процессе отверждения. Такой характер структурообразования способствует резкому понижению внутренних напряжений, значительному (в 1,5—3 раза) увеличению адгезии и прочности покрытий. С увеличением толщины покрытий до 800 мкм вследствие большой подвижности структурных элемен- [c.180]

С увеличением содержания наполнителя в эпоксидных покрытиях происходит более равномерное распределение напряжений, чем в алкидных покрытиях. Концентрация напряжений в алкидных покрытиях около частиц наполнителя приводит к резкому снижению внутренних напряжений при небольшом содержании наполнителя и соответственно к повышению всех теплофизических параметров. При введении такого же количества наполнителя в эпоксидный олигомер частицы наполнителя также являются центрами структурообразования. Размер ориентированных слоев вблизи частиц наполнителя в эпоксидных покрытиях в 2-3 раза превышает размер таких структур в алкидных системах при этом напряженная структура в эпоксидных покрытиях обнаруживается и между частицами наполнителя. [c.169]

Горячее отверждение, например, эпоксидных смол, способствует улучшению сорбционно-десорбционных свойств покрытия. Для покрытий холодной сушки целесообразно давать выдержку в течение 10—20 суток. Это способствует структурообразованию и взаимодействию между компонентами. [c.253]

В покрытиях из эпоксидной смолы ЭД-20 также наблюдаются в поверхностных слоях неоднородности сферической формы. Однако размер их меньше вследствие, вероятно, более узкого молекулярно-массового распределения. В покрытиях из диановой эпоксидной смолы Э-41 с широким молекулярно-массовым распределением от 600 до 20000 сложные надмолекулярные образования являются центрами формирования кратеров в поверхностных слоях покрытий. При изучении механизма структурообразования в растворах эпоксидной смолы было установлено [5], что причина этого явления связана с неодинаковой растворимостью фракций различной молекулярной массы в сложном растворителе Р-5 и возникновением вторичных надмолекулярных образований в растворе олигомеров. Для выяснения механизма образования кратеров методом электронной микроскопии исследовалась структура кратеров и дефектов, возникающих при попадании в покрытия пыли или пузырьков воздуха. Структура кратеров изучалась путем снятия с них углеродно-платиновых реплик после кислородного травления. Показано [6], что в центре кратера расположено ядро из более упорядоченных и плотно упакованных структурных элементов, а по радиусу кратера — сферы с различной структурой и четкими границами раздела. В отличие от олигомеров с более узким молекулярно-массовым распределением в покрытиях из этой смолы образуются вторичные надмолекулярные структуры и кратеры разной формы. Строение последних зависит от природы подложки. Наличие неоднородной структуры по толщине покрытий наблю- [c.13]

Влияние природы подложки на специфику структурообразования и на свойства покрытий является общим и обнаруживается при формировании покрытий из пленкообразующих различного химического состава и типа. Из рис. 1.16 видно, что природа подложки существенно влияет на структуру слоев покрытий из эпоксидной смолы. Эти закономерности сохраняются при введении в состав смолы ЭД-20 рутила. Из рис. 1.15 и 1.16 видно, что при формировании покрытий, наполненных 25% рутила на стекле, к которому смола обнаруживает высокую адгезию (около 20 МПа), в слоях покрытий, граничащих как с подложкой, так и с воздухом, наблюдаются ориентированные структурные элементы фибриллярного типа вблизи частиц наполнителя. При формировании [c.30]

Следует отметить, что в условиях формирования покрытий при 20 °С из наиболее структурированных лаковых систем при распылении образуется меньшее число дефектов, чем при наливе. При получении покрытий из слабоструктурированных растворов эпоксидной смолы число дефектов при распылении больше, чем при наливе. Это свидетельствует о том, что образование дефектов не связано с увеличением числа воздушных пузырьков при нанесении распылением, а определяется механизмом структурообразования в растворах эпоксидной смолы. При нанесении лаковых композиций методом распыления покрытия имеют более однородную структуру с большей плотностью структурных элементов, которая сохраняется в условиях отверждения при 20 °С. При уменьшении вязкости и предельного напряжения сдвига растворов смолы подвижность структурных элементов и способность к образованию дефектов увеличивается и при распылении становится больше, чем при наливе. [c.185]

Одним из способов создания тиксотропной структуры является воздействие на систему магнитного поля [100]. При оптимальных условиях магнитное поле играет роль диспергатора, препятствующего агрегации структурных элементов и способствующего формированию однородной пространственной сетки из ассоциированных макромолекул. Было изучено [178] влияние магнитного поля на структурообразование в растворах эпоксидного олигомера, процесс формирования покрытий и их физикомеханические свойства. Объектом исследования являлся эпоксидный олигомер ЭД-6, отверждаемый полиэтиленполиамином и пластифицированный 25% дибутилфталата. Покрытия наносили на стеклянные подложки и подвергали воздействию магнитного поля напряженностью от 32 до 100 кА/м в течение оптимальной продолжительности, равной 30 мин. Внутренние напряжения измеряли поляризационно-оптическим методом в двух взаимно перпендикулярных направлениях — по направлению магнитных линий поля и перпендикулярно им. Влияние магнитного поля на характер структурообразования в жидкой фазе исследовали по изменению реологических свойств олигомеров. Структуру покрытий изучали методом электронной микроскопии путем снятия углеродно-платиновых реплик с поверхности покрытий, предварительно подвергнутых кислородному травлению по оптимальному режиму. На рис. 4.25 приведены данные о кинетике нарастания внутренних напряжений при формировании покрытий яри 80 °С толщиной 400 мкм — исходных и подвергнутых действию магнитного поля различной напряженности. Из данных, приведенных на рисунке, видно что процесс формирования исходных покрытий до предельной максимальной величины напряжений заканчивается через 8—10 ч. Магнитное поле напряженностью 32—48 кА/м не оказывает существенного влияния на величину внутренних напряжений и кинетику их нарастания в этих условиях формирования. С увеличением напряженно- [c.178]

Видно, что наибольшие внутренние напряжения возникают в покрытиях из полимеров, находящихся при температуре эксплуатации в стеклообразном состоянии, и особенно в покрытиях с пространственно-сетчатой структурой полимеров. Сравнительные данные для покрытий из олигомеров, образующих при термическом отверждении пространственно-сетчатую структуру, свидетельствуют о том, что наибольшие внутренние напряжения возникают при формировании покрытий из эпоксидных смол по сравнению, например, с полиэфирными олигомерами. Резкое нарастание внутренних напряжений при формировапии эпоксидных покрытий нельзя объяснить различиями в усадке или разности коэффициентов линейного расширения иленки и подложки. Коэффициент линейного расширения эпоксидных покрытий разного химического состава, как видно из табл. 2.1, изменяется в пределах от (45— б5)10 1/°С, а усадка не превышает 2%. Для покрытий на основе ненасыщенных полиэфиров в зависимости от их химического состава коэффициент линейного расширения больше (70—200) 10" , 1/°С, а усадка при отверждении составляет 10—12%. Коэффициент линейного расширения покрытий из эластомеров, например бутадиена и его производных, значительно больше и изменяется в пределах (130—216) 10- 1/°С. Внутренние напряжения, возникающие при термическом отверждении покрытий на основе эластомеров, мало отличаются от напряжений, возникающих в условиях формирования их при 20 °С. Все это свидетельствует о том, что решающую роль в определении величины внутренних напряжений играет специфика структурных превращений при формировании полимерных покрытий, определяющая скорость протекания релаксационных процессов. Характер структурообразования в самом общем виде прежде всего определяется строением молекул пленкообразующих и их конформаций, спецификой образуемых [c.55]

Из сопоставления кривых кинетики сушки и полимеризации с кинетикой изменения внутренних напряжений при формировании покрытий следует, что небольшое изменение внутренних напряжений на начальной стадии формирования связано с удалением растворителя из покрытий и образованием физических связей между структурными элементами. Как видно из рис. 3.38, в этот период формирования в системе фактически не возникают химические связи. Последующее значительное нарастание внутренних напряжений обусловлено возникновением химических связей между структурными элементами в процессе полимеризации, которая протекает практически при минимальном количестве растворителя в системе. По этой причине структура покрытий, полученных из растворов--эпоюоидной смолы без отвердителя и в его присутствии, одинакова. Однако на характер структурообразования в покрытиях существенное влияние оказывает температура формирования. Из сравнения фотографий структуры эпоксидных покрытий, сформированных при различной температуре, видно, что в покрытиях, отвержденных при 20 °С, образуется глобулярная структура. С увеличениет температур формирования до 90 °С для покрытий характерна структура, образованная анизодиаметричными структурными элементами. [c.183]

Различный характер изменения механических и теплофизических С1ЮЙСТВ алкидных и эпоксидных покрытий при небольшом содержании наполнителя обусловлен особенностями структурообразования в наполненных системах. Результаты изучения наблюдаемой в поляризационном микроскопе структуры алкидных и эпоксидных покрытий при содержании наполнителя 10 и 50°,, свидетельствуют о том, что в алкидных покрытиях при небольшом содержании наполнителя напряженная структура наблюдается только вблизи частиц наполнителя. В эпоксидных покрытиях, в отличие от алкидных, напряжения концентрируются не только около частиц наполнителя, но и в объеме полимера. [c.169]

Таким образом, сфера влияния поверхности частиц наполнителя на структурообразованне зависит от природы его поверхности, содержания наполнителя, степени его дисперсности и природы пленкообразующето. В покрытиях, наполненных кварцевым песком, наиболее крупные частицы (100-200 мкм) с ориентированной структурой около наполнителя обнаруживаются в эпоксидных покрытиях, более мелкие (35-40 мкм) в алкидных покрытиях. При небольшой степени наполнения размеры слоев с ориентированной структурой составляют десятки и сотни микрометров. С увеличением содержания наполнителя до 50" размер их резко уменьшается. [c.169]