Создание эпоксидных композиций пониженной горючести с электропроводящими и диэлектрическими свойствами
|
|
2-ЭД-20+25ПФА+5ГТО+25ФОМ+25ПЭПА.
Образовавшийся кокс термически стабилен, так как при повторном влиянии на него повышенных температур потери массы при 400°C составляют всего 15%.
Теплоизолирующая способность кокса главным образом определяется кратностью вспенивания, поэтому для исследованных образцов была определена кратность вспенивания, табл. 8.
Таблица 8.
Определение кратности вспенивания кокса эпоксидных композиций
Состав материала, масс. ч., на 100 масс. ч. ЭД-20 |
Плотность образца, г/см3 |
Плотность кокса, г/см3 |
Кратность вспенивания, % |
ЭД-20+15ПЭПА |
1,1 |
0,0054 |
28,35 |
ЭД-20+30ПФА +5сажа+30ФОМ+15ПЭПА |
1,13 |
0,345 |
6,75 |
ЭД-20+25ПФА +5ГТ+25ФОМ+25ПЭПА |
1,09 |
0,0098 |
35,28 |
ЭД-20+35ПФА +30ФОМ+15ПЭПА |
1,07 |
0,0158 |
11,25 |
ЭД-20+25ПФА +5ГТО+25ФОМ+25ПЭПА |
0,87 |
0,0052 |
46,95 |
ЭД-20+30NH4Cl+5ГТО+30ТХЭФ+15ПЭПА |
Способность материалов к вспениванию зависит, от состава композиции. Так сама отверждённая эпоксидная смола при воздействии температур без добавления увеличивается в объеме в 28 раз, а введение ПФА снижает вдвое кратность вспенивания. Наибольшее влияние на склонность к вспениванию оказывает структура углеродных наполнителей. Так введение, в наполненные ПФА эпоксидные композиции технического углерода (сажи) в количестве 5 масс. ч. имеющего высокую плотность, ещё в меньшей степени способствует увеличению объёма образцов
В то же время, образцы с аналогичным количеством ГТ и ГТО формируют в 1,5 раза больший объём, чем ненаполненная эпоксидная смола и 3-4 раза больше, чем смола, содержащая ПФА.
Введение в состав ЭД-20 наполнителей и пластификаторов ускоряет процесс отверждения, что проявляется в некотором уменьшении времени гелеобразования, табл.9, и максимальной температуры реакции отверждения для практически всех композиций. Это, видимо, связано с адсорбционным взаимодействием компонентов реакционной смеси с развитой поверхностью наполнителя. При введении наполнителя жидкоолигомерная система сначала переходит в неравновесное состояние, что объясняется частичным разрушением упорядоченных образований, существующих в исходных олигомерах, под действием энергетического взаимодействия их с твердой поверхностью.
На следующем этапе формируются адсорбционные слои с более высокой плотностью, чем в жидкой фазе.
Исключение составляют композиция ЭД-20 + 30ПФА + 5сажа + 30ФОМ + ПЭПА с 25% масс. ПЭПА и композиция ЭД-20 + 25ПФА + 5ГТ + 25ФОМ + 25ПЭПА. При введении ГТ максимальная температура возрастает до 124ºC, но ускоряется процесс отверждения, так как время гелеобразования уменьшается с 60 мин. до 20 мин. (табл.10) и время отверждения уменьшается с 75 мин. до 30 мин. Увеличение содержания отвердителя до 25% ПЭПА, то есть сверх стехиометрического соотношения с эпоксидными группами связано с тем, что как ранее показано некоторые из компонентов реагируют и с отвердителем и между собой. При этом с содержанием ПЭПА увеличиваются, вследствие повышения экзотермичности процесса, скорости процесса отверждения, что приводит к уменьшению жизнеспособности композиций, табл. 9.
Таблица 9.
Параметры отверждения наполненных пластифицированных и непластифицированных композиций.
Состав материала в масс. ч. на 100 масс. ч. ЭД-20 |
Параметры отверждения |
СО, % (90°C, 2 часа) | ||
τгел, мин |
τотв, мин. |
Тмах, °C | ||
ЭД-20+15ПЭПА |
60 |
75 |
119 | |
ЭД-20+30ПФА+5сажа+30ФОМ+ПЭПА |
30/10 |
55/25 |
73/122 |
86/96 |
ЭД-20+30ПФА+5ГТО+30ФОМ+ПЭПА |
30/25 |
59/43 |
62/90 |
83/95 |
ЭД-20+30NH4Cl +5ГТО+30ФОМ+ПЭПА |
30/25 |
69/57 |
52/79 |
76/94 |
ЭД-20+30 NH4Cl +5ГТО+30ФД+ПЭПА |
30/10 |
65/27 |
62/106 |
74/94 |
ЭД-20+25ПФА+5ГТ+25ФОМ+25ПЭПА |
20 |
30 |
124 |
94 |
Примечание: в числителе данные для составов с 15% масс. ПЭПА, в знаменателе – с 25% масс. ПЭПА.
Следовательно, с изменением содержания отвердителя можно регулировать время гелеобразования составов в зависимости от запросов производства. При большем содержании ПЭПА увеличивается степень сшитости матрицы, табл.9.