Определение оптимального содержания ускорителя полимеризации в эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов

Влияние наполнителей на параметры полимеризации эпоксидных композиций, полученных с использованием вторичных терпеноидных соединений в качестве отвердителями ангидридного типа, ранее не было изучено. Особенностью процессов отверждения термореактивных полимерных связующих является последовательный переход из одного агрегатного состояния в другое, т. е. из жидкого в гелеобразное и твердое, и каждая смена агрегатного состояния характеризуется своим фазовым переходом. Знание температур фазовых переходов позволяет разработать оптимальные режимы отверждения. Знание кинетики изменения температур фазовых переходов позволяет определить степень полимеризации связующего. Целью данного исследования было определить оптимальное содержание наполнителя (ускорителя полимеризации) с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии для получения конечного продукта (пластиковые спортивно-беговые лыжи) с необходимыми физико-механическими свойствами. Дифференциальная сканирующая калориметрия – современный метод исследования, позволяющий фиксировать тепловой поток, который характеризует происходящие в веществе изменения в результате нагрева. Это дает возможность определить оптимальные условия полимеризации, изменяя содержание наполнителей в эпоксидном связующем композиционного материала. Результаты исследований представляются в виде кривых ДСК, отображающих все тепловые эффекты, проявляющиеся в материале в изучаемом диапазоне температур. Образцы эпоксидных связующих для композиционного материала были получены на основе эпоксидной смолы (ММ = 390‒430), терпеноидного отвердителя ангидридного типа, органических растворителей (простейшие насыщенные кетоны и сложные эфиры) и модифицирующих добавок (пластифицирующие добавки, ускоритель полимеризации, наполнители). Проведенное исследование позволило определить оптимальное содержание наполнителя (ускорителя полимеризации) (4,5 мас. %) с использование дифференциальной сканирующей калориметрии и получить конечный продукт (пластиковые спортивно-беговые лыжи) с необходимыми физико-механическими свойствами (стрела прогиба 27 мм, жесткость средней части 165 Н/мм, индекс жесткости FA (индекс Фишера) 505 Н, прочность средней части 2683 Н, жесткость носочной части лыжи 2,42 Н/мм, жесткость пяточной части лыжи 2,31 Н/мм).

1. Кардашов Д.А., Петрова А.П. Полимерные клеи. Создание и применение. М., 1983. 256 с.

2. Латышевич И. А., Клюев А.Ю., Козлов Н.Г., Прокопчук Н.Р., Огородникова М.М. Получение, исследование состава и применение терпеноидномалеиновых аддуктов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2017. Вып. 221. С. 294–308.

3. Латышевич И.А., Гапанькова Е.И., Полховский А.В., Бильдюкевич А.В., Шетько С.В., Прохорчик С.А., Клюев А.Ю., Козлов Н.Г. Полимерный композиционный материал на основе терпеноидного сырья для производства пластиковых лыж // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 208–220.