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. 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. Таблица 3 Свойства катализаторов Наименование | Формула | Температура плавления, ºС | Температура кипения, ºС (при давлении, мм.рт.ст.) | Время гелеобразо вания, мин | Цвет отвержденного эпоксиполимера | Триэтиламин | C6H15N | -115 | 89 | 31 | бесцветный | Диметиланилин | C8H11N | 2,5 | 193 | 220 | слабо желтый | N,N-Диметилбензиламин | C9H13N | -75 | 180 | 36 | желтый | Бензотриазол | C6H5N3 | 100 | 204 | 125 | слабо желтый | 3-амино-1,2,4-триазол | C2H4N4 | 159 | | 85 | желтый | Имидазол | C3H6N2 | 90 | 257 | 20 | бесцветный | Бензимидазол | C7H6N2 | 171 | >360 | 22 | слабо желтый | 2MZ | C4H8N2 | 140 | 175 (40) | 15 | слабо желтый | 2MZ-A | C9H15N7 | 249 | | 28 | светло желтый | 2P4MZ | C10H12N2 | 165 | 170 (2) | 23 | бесцветный | C11Z-A | C19H35N7 | 249 | | 60 | желтый | C17Z | C20H40N2 | 880 | 235 (3) | 40 | бесцветный |
|