Получение прозрачных эпоксидных композиций
Главными условиями получения оптически прозрачных эпоксидных композиций (ЭК) является использование чистых бесцветных смол, отвердителей и модифицирующих добавок, а также индивидуальный выбор режимов переработки.
Для получения бесцветных компонентов проводят соответствующий синтез или очищают промышленные марки различными методами. В таблицах 1 и 2 приведены физико-химические и оптические показатели исследовавшихся олигомеров различных классов: эпоксидиан овых (ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20, ФОУ-9), галогенсодержащих (оксилин 5А, УП-631), циклоалифатических (УП-612, УП-632, УП-650Т, УП-656), алифатических (УП-650Д, ДЭГ-1), специальных (УП-637, УП-616, лапроксид-703) и диглицидилового эфира D,L камфорной кислоты (ДЭD,LКК), а также отвердителей: ангидридных (ИМТГФА, МГГФА, ГГФА), аминных (ПЭПА, ДЭТА, ТЭТА, УП-0633М, УП-0633, ДА-200, ДА-500, ДТБ-2) и высокомолекулярного продукта конденсации бутилметакрилата с диэтилентриамином (ОПН-1). Эпоксидные олигомеры очищались на дистилляционной установке с дистиллятором, работающим по принципу падающей пленки при давлениях 1-100 Па, а отвердители — на вакуумной установке при давлениях 133-665 Па.
Как известно, в реакции ангидридов дикарбоновых кислот с эпоксидной смолой первой стадией является раскрытие ангидридного кольца с образованием карбоксильной группы и моноэфира. Далее происходит взаимодействие образовавшегося моноэфира с эпоксидной группой и последовательное увеличение цепи. Однако, низкая активность ангидридных отвердителей ведет к тому, что отверждение эпоксидных смол в их присутствии приходится проводить в жестких условиях: 8-12 часов при температурах Т = (150-170) оС в отсутствие и Т = (100-120) оС — при наличии катализатора.
| Марка | Массовая доля , % | Вязкость при Т=25 ºС, Па*с | Граница пропускания на уровне 0,5 при толщине слоя 4 мм, нм |
Показатель преломления при Т=20 ºС, nD | Коэффициент дисперсии Аббе, νD | ||
| эпоксидных групп | омыляемого хлора, не более | летучих веществ, не более | |||||
| ЭД-24 | 24,0 | 0,4 | 0,3 | 8,0 | 328 | 1,569 | 32,5 |
| ЭД-22 (исх.) | 22,1-23,6 | 0,4 | 0,4 | 7,0-12,0 | 395-440 | 1,573 | 32,3 |
| ЭД-22 | 23,5 | 0,4 | 0,4 | 9,0 | 326 | 1,573 | 32,3 |
| ЭД-20 | 21,5 | 0,5 | 0,5 | 13,5 | 317 | 1,575 | 32,4 |
| ФОУ-9 | 23,5 | 0,5 | 0,2 | 10,0 | 330 | 1,571 | 32,0 |
| ДЭD,LКК | 25,0 | 0,1 | 0,5 | 0,5 | 335 | 1,483 | 57,3 |
| Оксилин 5 А | 13,3 | 0,1 | 1,2 | 342 | 1,491 | 55,6 | |
| УП-631 | 11,0 | 1,0 | 0,5 | — | 354 | 1,637 | 30,2 |
| УП-637 | 33,5 | 1,2 | 0,5 | 352 | 1,540 | 42,1 | |
| УП-612 | 30,3 | 1,5 | 1,0 | 9,0 (40оС) | 335 | 1,512 | 57,8 |
| УП-632 | 31,5 | 1,0 | 0,4 | 361 | 1,495 | 56,0 | |
| УП-640 | 26,6 | 2,1 | 1,0 | 1,3 | 399 | 1,491 | 51,4 |
| УП-650Т | 43,7 | 2,5 | 1,0 | 0,4 | 355 | 1,487 | 59,4 |
| УП-650Д | 28,9 | 3,0 | 1,0 | 1,0 | 356 | 1,487 | 53,5 |
| УП-656 | 41,0 | 3,0 | 1,0 | 0,04 | 374 | 1,473 | 58,0 |
| УП-616 | 23,1 | 1,0 | — | 0,006 | 335 | 1,523 | 34,3 |
| ДЭГ-1 | 33,8 | 1,4 | 1,5 | 0,07 | 325 | 1,458 | 44,0 |
| Лапроксид 703 | 14,8 | 1,2 | — | 0,14 | 325 | 1,462 | 59,9 |
Таблица 2
Свойства отвердителей
| Марка | Стехиомет рический коэффициент |
Температура кристал лизации, ºС |
Кислотное число | Вязкость при Т=25 ºС, мПа*с | Граница пропускания на уровне 0,5 при толщине слоя 4 мм, нм |
Показатель преломления при Т=20 ºС, nD | Коэффициент дисперсии Аббе, νD |
| ИМТГФА (исх.) | 3,92 | 18 | 650-690 | 30-80 | 415-500 | 1,495-1.502 | 43.6-51.8 |
| ИМТГФА | 3,92 | 18 | 650 | 30 | 350 | 1,498 | 46,9 |
| МГГФА | 3,92 | -40 | 640 | 54 | 347 | 1,475 | 53,7 |
| ГГФА | 3,92 | 37 | 725 | 41 (40оС) | 339 | 1,487 | 53,7 |
| ПЭПА (исх.) | 0,60-0,65 | -26 | <21; (19,5-22)2 | <200 | 420-500 | 1,495-1,509 | 45,8-47,1 |
| ПЭПА | 0,60 | -26 | 0,341; 212 | 21 | 312 | 1,495 | 45,8 |
| ДЭТА | 0,48 | 0,21 | 20 | 287 | 1,483 | 48,2 | |
| ТЭТА | 0,61 | 0,11 | 18 | 345 | 1,498 | 48,5 | |
| ОПН-1 | 1,01 | 0,251 | 63 | 354 | 1,464 | ||
| УП-0633М | 0,92 | 262 | 40 | 354 | 1,496 | 49.4 | |
| УП-0633 | 1,62 | 182 | 100 | 358 | 1,485 | 50.0 | |
| ДА-200 | 1,25 | 0,851 | 10 | 295 | 1,453 | 59.9 | |
| ДА-500 | 1,30 | 0,901 | 12 | 302 | 1,451 | 60.1 | |
| ДТБ-2 | 2,21 | 152 | 150 | 360 | 1,497 | 49.3 |
Представляло интерес оценить изменение оптических свойств исходных компонентов под действием температуры. Спектральная зависимость показателя поглощения очищенного изометилтетрагидрофталевого ангидрида до и после термообработки при температуре отверждения показана на рис. 2. Видно, что при λ=400 нм показатель поглощения ИМТГФА почти не меняется. В то же время в непосредственной близости от фундаментальной полосы (λ<350нм) показатель поглощения резко возрастает- отвердитель «желтеет», что связано, вероятно, с образованием окрашенных продуктов изомеров в результате термоокислительных процессов. Отметим, что у ИМТГФА различных производителей эта картина проявляется по разному: у украинского и южнокорейского продукта она такая же, как на рис. 2, а российского и английского продукта выражена значительного слабее.
В связи с вышеизложенным важнейшей задачей являлся поиск катализаторов, позволяющих понизить температуру отверждения ЭК, а значит замедлить явление «пожелтения» компонентов. Попутно решалась следующие задачи: уменьшения энергопотребления, сокращения продолжительности процесса переработки, оценки возможности его механизации и автоматизации. В качестве катализаторов были использованы вещества различных классов: производные имидазола, производные аминов, гетероциклические соединения, кислоты и их ангидриды, другие соединения, содержащие подвижный атом водорода. В таблице 3 представлены физико-химические свойства некоторых ускорителей, а также результаты исследований по получению оптически прозрачных ЭК с их использованием. В качестве эпоксидной основы и отвердителя применялись ЭД-22 и ИМТГФА, взятые в стехиометрическом соотношении, содержание катализатора — 0,25% по отношению к смоле, температура сушки Т=130оС.
По вопросам приобретения Получение прозрачных эпоксидных композиций и получения подробной консультации по свойствам продукции, условиям поставки и заключению договора просим вас обратиться к менеджерам:
(495)-790-14-52
8-915-218-57-47
dann-25@bk.ru