*

5.4.2 Отверждение ангидридами кислот



В таблице 5.5 приведено химическое строение, эквивалентная масса ангидридов и температуры плавления наиболее часто используемых отвердителей - ангидридов кислот. Хранение этих отвердителей требует особой тщательности, чтобы предотвратить их разложение под действием влаги воздуха. Для обеспечения полного отверждения реакцию ведут при нагревании. Часто для ускорения процесса отверждения, который идет черезвычайно медленно, вводят небольшое количество ускорителя. Существуют также ангидридные отвердители, которые реагируют со смолой при нагреве выше 200 С [10].

Ангидриды кислот взаимодействуют с эпоксидными смолами с образованием сложных эфиров. Чтобы эта реакция произошла требуется раскрытие ангидридного цикла. Небольшое количество протон-содержащих веществ (например кислоты, спирты, фенолы и вода) или оснований Льюиса способствует размыканию кольца. Образующиеся карбоксильные группы реагируют с эпоксидными группами по схеме:

*

Таблица 5.5 Строение и свойства наиболее часто применяемых в качестве отвердителей ангидридов кислот.

Эквивалентная масса ангидрида, г/экв. Температура плавления, С Примечания
Фталевый ангидрид (ФА)
148 130 Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Гексагидрофталевый ангидрид (ГГФА)
154 40 Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Метилнадиковый ангидрид (МНА) - продукт взаимодействия малеинового ангидрида с метилциклопентадиеном
180 Жидкость при 25 С (0.200 Па*с) Широко используется для изготовления препрегов. Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Додеценилянтарный ангидрид (ДДЯА)
270 Жидкость при 25 С (0.200 Па*с) Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Ангидрид хлорэндиковой кислоты
371 231 - 235 Не требует применения ускорителя отверждения. Является высокоплавким, что затрудняет его применение. Хороший замедлитель горения. Выпускается фирмой "Велсикол кемикал".
Ангидрид тримеллитовой кислоты (ТМА)
193 161 - 164 Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Малеиновый ангидрид (МА)
100 53 Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Янтарный ангидрид (ЯА)
100 120 Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Ангидрид метилтетрагидрофталевой кислоты
166 4 (0.06 Па*с при 25 С) Выпускается фирмой "Эллайд кемикал".
Диангидрид 3, 3'-, 4, 4' - бензофенонтетракарбоновой кислоты (БФДА)
161 221 Используется главным образом для порошковых покрытий; добавление к волоконным композитам улучшает их высокотемпературные свойства. Выпускается фирмой "Галф ойл кемикал".


Теоретически, одна ангидридная группа вступает в реакцию с одной эпоксидной группой. Массовые количества смолы и отвердителя, содержащие равное число функциональных групп (т.е. стехиометрическое 1:1), можно расчитать следующим образом:
100 * ((экв. масса ангидрида) / (кол-во ангидридных групп в молекуле)) / (экв. масса эпоксигрупп) = кол-во массовых частей ангидрида, которые следует вводить в 100 масс. частей смолы.

Различия в свойствах ангидридов в большей степени проявляются при взаимодействии с эпоксидными группами, чем в случае катализа процесса гомополимеризаци смолы с образованием простых полиэфирных связей. Для получения отвержденной смолы с оптимальными свойствами (что достигается увеличением степени завершенности реакции между ангидридными и эпоксидными группами) следует тщательно контролировать содержание гидроксильных групп в исходной смоле, а также проводить отверждение при повышенной температуре.

Образующаяся в результате отверждения сложноэфирная группировка устойчива к действию органических и некоторых неорганических кислот, но разрушается щелочами. Полученные материалы обладают большей термостабильностью и лучшими электроизоляционными свойствами, чем при использовании аминных отвердителей.

*


на предыдущую страницу

переход

к списку литературы


*