Заключение.

Исходные эпоксидные смолы получают реакцией замещения эпихлоргидрина соединениями, содержащими активный атом водорода. При разных компонентах и условиях проведения реакции получают эпоксидные смолы с разным количеством эпоксидных групп. По этому признаку эпоксидные смолы делят на ди-, три-, тетра- и полиэпоксиды. Соответственно они отличаются вязкостью.

Отверждение эпоксидных смол происходит по двум механизмам: поликонденсации и полимеризации. Существует несколько основных классов отвердителей эпоксидных смол это: полиамины, фенолы и ангидриды кислот. Реакция отверждения эпоксидных смол носит экзотермический характер, так как происходит переход из неустойчивой структуры трехфазного цикла в более устойчивую.

Эпоксидные смолы, отвержденные полиаминами, самым распространённым классом отвердителей, обладают высокой адгезионной способностью, механической прочностью и химической стойкостью. Но процесс отверждения трудоёмок и занимает много времени. Для упрощения реакции отверждения отвердители модифицируют. В результате чего снижается температура гелеобразования, увеличивается жизнеспособность смеси. Отверждение эпоксидных смол модифицированными отвердителями приводит к получению полимеров с худшими механическими и защитными свойствами, чем отвержденные не модифицированными отвердителями.

Эпоксидные смолы имеют трёхмерное строение и химические узлы различной плотности. С точки зрения релаксационных переходов химические узлы делают почти не возможным движение макромолекул или отдельных больших её частей. Это проявляется в сильной упорядоченности сетки, отсутствии высокоэластического состояния. Эпоксиполимеры имеют так называемый уровень «безопасного напряжения», когда ниже этого уровня релаксация не развивается и материал может выдержать нагрузку длительное время.

Отвержденным эпоксидным смолам характерна глобулярная надмолекулярная структура. Структуры других типов в отвержденных эпоксидных смолах обнаружены не были. Свойства полностью отверждённых эпоксиполимеров мало зависят от глобулярной структуры. В основном свойства определяются химическим и топологическим строениями.

Изнашивание сетчатых полимеров подчиняется усталостной концепции износа, и его интенсивность определяется как физико-механическими так и деформационными свойствами реактопластов, так и характером фрикционных связей, возникающих на поверхности контакта полимера и контртела.

Изнашивание сетчатых полимеров проявляется через изменение температуры, на которую влияет скорость скольжения, нагрузка и другие внешние факторы, на поверхности трения. Для увеличения нагрузки, скорости скольжения, сопротивления изнашиванию термореактивных полимерных материалов в них вводят наполнители и различные добавки. Основные методы регулирования износостойкости: физико-химические, введение органических модификаторов, добавка наполнителей и армирование.

Сопоставление данных по физико-химические способам регулирования износостойкости показывает, что как химическая структура эпоксидных олигомеров и отвердителей, так и технологические режимы их переработки оказывают существенное влияние на триботехнические свойства эпоксидных композитов.

Применение теплостойких органических соединений для модификации эпоксидных олигомеров позволяет в широких пределах регулировать триботехнические характеристики связующего. На основе модифицированных связующих возможно создание антифрикционных композитов с высокой износостойкостью, работоспособных в широком интервале нагрузок, скоростей и температур.

Наполнители, влияя на процесс отверждения связующего и кинетику формирования пленок переноса на сопряженных поверхностях, способствуют существенному повышению износостойкости эпоксидных композитов.

Введение армирующих волокон в эпоксидные связующие способствует повышению износостойкости и физико-механических свойств волокнитов, что делает их переспективными материалами для изготовления узлов трения.

При прохождении инфракрасного света через образец полимера некоторые из частот поглощаются, тогда как другие пропускаются. Наблюдаемые при поглощении света переходы связаны с колебательными изменениями в молекуле. Разные связи, содержащиеся в полимерах, имеют различные частоты колебаний. Присутствие этих связей в полимерах можно определить путем идентификации характеристических частот как полос поглощения в инфракрасном спектре.

Известны два основных типа молекулярных колебаний:

1. Валентные колебания – это ритмическое движение вдоль оси связи, при этом межатомное расстояние то увеличивается, то уменьшается.

2. Деформационные колебания заключаются в а) изменении углов между связями с общим атомом или б) движении группы атомов относительно остатка молекулы, не затрагивающем атомы в самой группе.

Инфракрасная спектроскопия полимеров касается интервала частот 200 – 4000 см-1 (50 – 2,5 мкм). Область частот 200 – 10 см-1 называется дальней инфракрасной, а область 1300 – 4000 см-1 – ближней инфракрасной областью.

Инфракрасные спектрографы выпускаются для областей от 4000 до 600 см-1 (и даже вплоть до 200 см-1). Двухлучевой спектрометр состойт из 4 основных частей: 1) источник излучения; 2) зона образца; 3) фотометр; 4) система записи результатов.

Для записи спектров трибореактопластов на основе отвержденных эпоксидных смол используются следующие приемы: прессование таблеток, приготовление таблеток из KBr из микрообразцов, лиофильный, суспензионный способы, вырезание микротомом и шлифование пастой. С помощью двухлучевых инфракрасных спектрофотометров автоматически обеспечивается исключение поглощения.

Одним из наиболее результативных применений метода ИК спектроскопии является исследование химического состава и молекулярного строения полимеров и сополимеров. Эти исследования, в свою очередь, базируются на качественном и количественном спектральном анализах.

Наибольший интерес с точки зрения качественного анализа представляют колебательные спектры. Они весьма характерны, и их нередко называют спектрами отпечатков пальцев, имея в виду неповторимость инфракрасного спектра соединений. ИК спектроскопия оказывается здесь наиболее подходящим методом, так как с ее помощью можно очень быстро определить химическое строение и наиболее важные структурные особенности полимерного вещества и сопутствующих соединений. К настоящему времени изучены и сведены в соответствующие атласы и таблицы ИК спектры более 20000 органических соединений, в том числе более 2000 полимеров, что существенно облегчает практическое проведение анализа.

Количественный анализ в ИК – спектроскопии основывается на использовании закона Бугера - Ламберта – Бера. В спектре поглощения выделяют отдельные полосы или пики поглощения. Характеристиками полосы поглощения является частота (nmax) и оптическая плотность (Dmax), отвечающие максимуму полосы. Необходимым условием количественного спектрального анализа служат правильно выбранная аналитическая полоса поглощения и толщина поглощающего слоя, обеспечивающие необходимую чувствительность анализа и его точность. Для количественного анализа следует выбирать полосу в области, в которой пропускание образца постоянно и составляет не менее 25%. Для определения её интенсивности проводят базисную линию. После выбора базисной линии необходимо соблюдать однозначность ее проведения в спектрах анализируемых образцов.