Красінський Володимир Васильович. Композиційні матеріали на основі феноло-формальдегідних смол з покращеними адгезійними властивостями

Краткое описание

Красінський Володимир Васильович. Композиційні матеріали на основі феноло-формальдегідних смол з покращеними адгезійними властивостями : Дис... канд. наук: 05.17.06 - 2009.

Красінський В. В. Композиційні матеріали на основі феноло-формальдегідних смол з покращеними адгезійними властивостями. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 Технологія полімерних і композиційних матеріалів. Національний університет "Львівська політехніка". Львів, 2009.
Дисертаційна робота присвячена розробленню реакційноздатних композицій на основі феноло-формальдегідних смол, модифікованих полівінілпіролідоном (ПВП) і епоксидіановою смолою ЕД-20, для клейових та пресових матеріалів. Досліджені фізико-хімічні закономірності процесу затвердження феноло-формальдегідних смол епоксидною смолою в присутності ПВП. Показано, що, завдяки наявності в своїй структурі полярних карбаматних груп, ПВП бере участь у формуванні просторової сітки в процесі затвердження епокси-новолакових композицій. Розкритий механізм взаємодії між компонентами.
Вивчено вплив концентрації компонентів композиції та умов затвердження на фізико-механічні, теплофізичні, адгезійні, електроізоляційні та антикорозійні властивості композитів.
Показано перспективність наповнення таких композицій з метою одержання, поряд з клеями, захисними покриттями та замазками, компаундів різноманітного призначення з високими міцнісними характеристиками і прес-матеріалів.
Досліджено технологічні властивості одержаних композицій. Встановлено закономірності зміни їх реологічних властивостей. Показано, що внаслідок утворення тиксотропних структур, які швидко відновлюються, епокси-новолакові композиції з додатками ПВП можна використовувати для одержання покрить на вертикальних поверхнях.
Оптимізовано рецептуру феноло-формальдегідних композицій модифікованих ПВП та епоксидною смолою і подано рекомендації щодо створення клейової мастики з підвищеними адгезійними властивостями та високореакційних, малотоксичних прес-матеріалів.

1. В роботі вперше розроблено реакційноздатні композиції на основі новолакової феноло-формальдегідної смоли, полівінілпіролідону і епоксидіанової смоли та визначені умови їх затвердження без додаткових зшиваючих агентів та розроблені основи технології виготовлення клеїв на основі створених модифікованих композицій з підвищеними експлуатаційними та адгезійними властивостями і прес-порошків з високими електроізоляційними властивостями.
2. Методами ІЧ-спектроскопії, ДТА, ДТГ, гель-фракції, а також з використанням модельних сполук вперше показано, що при температурах вищих за 100 С макромолекули ФФС приєднуються до ПВП за участі вільних метоксильних груп ФФС новолакового типу та карбаматних груп в макромолекулах ПВП і підтверджена участь ПВП у формуванні тривимірної сітки в процесі затвердження феноло-формальдегідних смол епоксидіановою смолою в присутності каталізатора затвердження N,N-диметиланіліну (ДМА), що супроводжується зростанням ступеню зшивання, підвищується термостійкість розробленої композиції в порівнянні з чистою ФФС, затвердженою уротропіном.
3. Показано, що модифікація новолакових ФФС полівінілпіролідоном та епоксидною смолою створює умови затвердження композиції без уротропіну, що сприяє підвищенню адгезійних, міцнісних та електроізоляційних властивостей і підвищенню водотривкості. Позитивний ефект модифікації полівінілпіролідоном та епоксидною смолою проявляється в області концентрацій ПВП 0,5 1 % мас., ЕД-20 25 30 % мас. в присутності 1 % мас. ДМА, зокрема адгезійна міцність зростає в 4 рази, ударна міцність, міцність при статичному згинанні, поверхнева твердість та питомий об'ємний електричний опір зростають в 1,5 2,5 рази. Зміна властивостей в значній мірі залежить від умов затвердження.
4. Встановлено, що фізико-механічні властивості наповнених феноло-формальдегідних клейових композитів з додатками ПВП та ЕД-20 залежать, як від природи та концентрації вихідних речовин, гранулометричного складу наповнювачів, так і від режиму затвердження, оптимальними параметрами котрого є: температура затвердження 140-160 С, час затвердження 20-30 хвилин.
5. Встановлено, що модифіковані полівінілпіролідоном та епоксидною смолою феноло-формальдегідні смоли новолакового типу характеризуються високим показником тиксотропності. Утворення тиксотропних структур відбувається внаслідок фізико-хімічної взаємодії активних функційних груп феноло-формальдегідного олігомеру з активними функційними групами ЕД-20 та ПВП з утворенням водневих зв'язків. Разом з тим, життєздатність розроблених композицій є достатньо високою і складає 30 діб.
6. Досліджено вплив різних полімерних модифікаторів та затверджувачів на адгезійні і фізико-механічні властивості новолакової ФФС. Показано, що розроблена композиція на основі модифікованої ПВП та ЕД-20 феноло-формальдегідної смоли володіє значно вищими експлуатаційними властивостями у порівнянні з феноло-формальдегідними композиціями з іншими модифікаторами та уротропіном. Методом математичного планування виведені лінії рівних значень властивостей залежно від композиційного складу та визначені коефіцієнти регресії, що передбачає розроблення процесу з одержанням матеріалу з прогнозованими властивостями.
7. Вперше встановлена можливість одержання прес-матеріалів з пониженою токсичністю на основі розробленого комбінованого зв'язного на основі новолаку, епоксидіанової смоли та полівінілпіролідону. Показано, що прес-матеріали володіють високою реакційною здатністю при пресуванні (час витримки під тиском 0,8-1,4 хв/мм), які затверджуються без виділення летких, а затверджені композити на їх основі мають вищі електроізоляційні властивості у порівнянні з промисловими прес-порошками.
8. На основі проведених досліджень обгрунтовані технологічні параметри переробки та розроблено технологічні рекомендації щодо одержання клейової мастики та пресованих виробів з прес-порошків на основі модифікованих полівінілпіролідоном і епоксидною смолою феноло-формальдегідних композицій. Представлена принципова технологічна схема одержання клейової мастики на основі модифікованої ФФС та мармуровї крихти. Розроблені феноло-формальдегідні композиції модифіковані епоксидіановою смолою та ПВП захищені патентом України на винахід (№ 82171) та рекомендовані для використання у виробництві жарівок на ВАТ "Іскра", м. Львів. Актом промислових випробувань клейової мастики на ТзОВ "Пальмира" (м. Самбір) підтверджено ефективність застосування розробленої мастики в процесах склеювання скла з металом.