Эпоксиддик смола формулаларында куюулукту башкаруу үчүн эпоксиддик сыйылтыргычтарды колдонуу

Эпоксид узарткычтардын вязкосту кандайсын төмөндөтүп, башкарганы: Механизмдер жана структуралык принциптер

Реактивдүү жана реактивдүү эмес эпоксид узарткычтардын химиясы жана алардын реологиялык белгилери

Эпоксиддык сыйыткычтардын вязкостуга тийгизүүчү таасири тууралуу химиялык процесстерге байланыштуу. Мисалы, бутандиол диглицидил эфириндей реактивдүү сыйыткычтарга келсек, алар катууланганда полимер тармага чыныгында эле кошулуп турган өзгөчө эпоксид же глицидил эфир топторун камтыйт. Бул типтеги сыйыткычтар материалдын термиялык берекети менен механикалык касиеттерин айырмакече төмөндөтүп, башталгыч вязкостун 40–60 пайызга чейин төмөндөтүүгө мүмкүндүк берет. Кээ бир эки функционалдуу реактивдүү сыйыткычтар жаңыдан түзүлгөн смоланын каттылыгынын 85–90 пайызын сактоо жана Tg депрессиясын минимумга чейин кыскартуу жагынан өтө жакшы иштейт, бул материалдын жогорку температурада туруктуу болуп калышын билдирет. Башка тараптан, реакцияга тушпогон сыйыткычтар молекулалар арасындагы күчтөрдү бузуу аркылуу убактылуу пластификатор сыяктуу иштейт. Алар кыска мөөнөттүүлүгүндө вязкосту шылдың-шилдөөгө чейин төмөндөтө алса да, убакыт өтүсө миграцияланып чыгып же негизги материалдан бөлүнүп калуу маселеси дайым пайда болот. Реологиялык көз караш менен алып карасак, реактивдүү сыйыткычтар активдештирүү энергиясын 15–20 пайызга чейин азайтуу аркылуу материалдардын агышын жеңилдетет. Бул биз көп кездешкен калың, жогорку катуу каптоолордо деңгээлдеөөгө жана ылгалоого жардам берет. Реакцияга тушпогон түрлөрү башында Ньютондой түрдө жакшы иштейт, бирок эрителиктер булганганда же температуранын өзгөрүшүнө дуушар болгондо бул өзгөрөт, анткени акыркы продукттын бирдиктүүлүгүнө таасир этет.

Молекулалык Салмак, Функционалдуулук жана Колуу Ачуу Кинетикасы - Тикендектин Негизги Көрсөткүчтөрү

Эпоксиддик системаларда сыйымдуулуктардын иштешине таасир эткен негизги үч фактор бар: алардын молекулалык салмагы, биз функциялдуулук деп атайбыз жана иштетүү учурунда жүзөгө ашкан жүздөр ачылганда алар кандай реакцияга киришкени. Молекулалык салмакка келгенде, 200 грамм/мольдон төмөнкү баалуулар вязкостиду чын эле төмөндөтөт. Салмактын 100 г/молько төмөндөшү DGEBA системаларында вязкостиду 1200–1500 сантипоазга чейин төмөндөтөт, анткени чынжырдын оорушу азаят жана бул өзүнчө көлөмдүн чектөөлөрү камсыздалат. Функционалдуулук аспекти кайра кардарлык тыгыздыгын башкарууга тийиш. Бир функциялуу сыйымдуулуктар вязкостиду жарымдан үч чейринче чейин төмөндөтө алса, Tg температурасын дагы 10–20°Cга төмөндөтөт жана кардарлык тыгыздыгын 30–40%га чейин азайтат. Эки функциялуу версиялар болсо термиялык туруктуулуктун көбүн сактап, вязкостиду 4000 cPдан төмөнкү деңгээлде кармоого мүмкүндүк берет. Жүздөр ачылганда болуп жаткан реакциялар иштетүү мөөнөтүнө да таасир этет. Ароматикалык аналогдоруна салыштырмалуу алифатикалык эпоксиддер ийгиликтуулукту 25–30%га жогорулатып, материалды тез катуулантып, бирок пайдубал жашоо мөөнөтүн катуу башкарууну талап кылат. Бул параметрлерди өзгөртүп, производстволор материалдарды 12000 cPдан баштап 4000 cPдан төмөнкүгө чейин тактоого мүмкүндүк алып, тарамчы оратуу операцияларынан баштап, шайып алуунун вакуумдуу инфузия процесстерине чейинкиге, башкача айтканда, шайып алуу агымы үчүн вязкостидин жогорурак деңгээлге тийиштигине чейин колдонууга мүмкүндүк берет.

Биологиялык эпоксиддик сыйылткычтар: Карвакрол, Тимол, Гуаекол жана Ваниллил ийлинин туунуктарынын иштөө мүнөзү жана практикалык мааниси

Фенолдук монотерпендерге негизделген эпоксиддик сыйылткычтар үчүн синтездин эффективдүүлүгү жана эпоксилаштыруу чыгымы

Эпоксидтенүүнүн чыгымына келгенде, карвакрол жана тимол туундулары чынында эле 60–80 градус Цельсийге жакын оңой шарттарда 95% ашкан натыйжа берип, жаркырап турат. Гваякол системалары дагы быстрее иштейт жана реакциялары үч күндөй убакыт ичинде бүтөт. Ваниллил спирт туундуларынын эң кызыктуу жагы – фенолдук гидроксил топторун кеңселик эффект аркылуу коргошуда. Бул реакциялар жүрүп жатканда көптөгөн тандырмай турган жанама өнүмдөрдүн пайда болушун кескин кыскартат жана акырында өнүмдү тазалоодо көпчүлүк учурда керек болгон иш-аракеттерди жеңилдетет. Ызга калкынбаган ыкмалар боюнча жасалган жаңы иштөөлөргө караганда, пилоттук маанилердин чоң көлөмүндө да чыгым 90% жана андан жогору деңгээлде сакталып келет. Бул процесс экономикалык жактан тартымдуу болуп саналат, ошондой эле чөйрөгө да аманат мамилени билдирет. Биологиялык негиздеги сыйкырчы заттарды нарыкка чыгаргысы келген компаниялар үчүн, мындай түрдүү эффективтүүлүктү көтөрүү – коммерциялык чечимдерге жетүүдө чыныгы прогресс.

Вязкостьту Төмөндөтүү Сапаты: DGEBAга Карата Салыштырмалуу Маалымат

15 wt% жүктөлгөндө карвакролдуу сыйыктык ДГЭБА-нын вязкостьту 78–92% чейин төмөндөтөт. Натыйжада вязкость 1050–2500 cP диапазонунда болот, бул материалдарды смоланы киргизүү үчүн жана вакуум колдоо менен иштетүү процесстеринде колдонууга ыңгайлуу кылат. Тимол аналогдоруна келгенде, алар эле температура реакциясын көрсөтөт. Бөлмө температурасында (25°C чамасында) аралашма 1800 cP чейин жетсе да, температура 40°Cдан жогору көтөрүлгөндө Ньютондук агымдык өзгөчөлүктөргө өтөт. Бул касиет өндүрүштөгү температуранын өзгөрүшүнө байланыштуу калыпка бир учураштык менен толтурууну жакшыртат. Гуаякол негиздеги сыйыктыктар ансыз деле аз таасирдүү, вязкостун 60–70% гана төмөндөтөт. Кызыктары, ванилдин спирти вариантынын молекулалык салмагы жогору болгон менен дагы 3700 cPге жетет. Бул белгилүү биологиялык структуралар массанын көбөйүшүнөн пайда болгон чектөөлөрдү компенсациялай аларын көрсөтөт. Эң маанилүүсү, 40% биомасса камтыган сыйыктыктар ушул жүктөө деңгээлинде вязкосту башкалаштырууда бийик турган нефтехимиялык варианттарга окшош же алардан да жакшы иштейт.

Производительдүүлүктүн балансы: Биоөнүм, реактивдүүлүк жана термиялык касиеттер

Биологиялык эпоксиддики азайткычтар менен иштөөдө формулалоочулар материал тийиштүү өнүмдү жасоо үчүн чечүү керек болгон маселелерди сакталуучулук максаттарына карата тең салыштырышы керек. Фенолдор жана монотерпендер сыяктуу өсүмдүктөр негизинде жасалган материалдар колдонулган материалдын көлөмүн караганда трансформацияны төмөндөтүүдө жакшыраак иштейт. Бирок, бул жерде бир кыйынчылык бар. Ушул ультурмачыл ингредиенттер химиялык реакцияларды катуулаштыруу процесинде 25–30% жылдамдатканга шектүү молекулалык түзүлүштү өзгөртүшү мүмкүн. Бул кадамдардын натыйжасында кросс-байланыштардын саны 10–15% төмөндөйт. Натыйжада? Бардыгы бекемделгенден кийин шыныдан өтүү температурасы (Tg) 5–20°С төмөндөйт. Алифаттык түзүлүштөр материал трещинага каршы турушун жакшыртат, бирок бул жылуулукка турушун азайтат. Бул температура 100°Cдан жогору болгондо дагы надандык менен иштеп турган композит бөлүкчөлөр үчүн маанилүү. Муну туура кылып жасоо – бул бардык бул касиеттердин ортосундагы байланышты түшүнүүгө байланыштуу. Формулалоочулар белгилүү Tg стандарттарын камтый турган жана кайнатуу убактысы, калыптардан бөлүкчөлөрдү коопсуз алуу убактысы сыяктуу өндүрүш убакыт линияларына ылайык келген азайткычтарды тандоо зарыл.

Эпоксидный затускыткычтын эффективдүүлүгүн салыштыруу: Реология, кургушуу мүнөзү жана акыркы композит материалдын иштееше

Реологиялык профилдөө 0–15 wt% эпоксидный затускыткычтын жүктөлүшү боюнча

0 жана 15 салмактык пайыз аралыгында жүктөлгөндө эпоксидтик сыйыкташтыргычтар DGEBA материалдын таза түрүнө салыштырмалуу комплекс турмушту 40–70% чейин кемитет. 10 салмактык пайыздын концентрациясында комплекс турмуш 4000 центипуаздан төмөн түшөт, бул композит өндүрүшү учурунда толуктоочунун жакшы ылгаланышы үчүн жалпысынан оң болуп эсептелет. Висколастиктик касиеттерге карасак, бул жерде да кызыктуу нерселер бар. Сактоо модулусу жана жоголтуу модулусу бул өзгөртүлгөн системаларда түзүлүшү үчүн узакка созулат. Сактоо модулусунун алгачкы өлчөмдөрү стандарттуу формулаларда көрүлгөндөн 20–30% төмөн, бул материал ичинде эластик тармактардын өнүгүшү баягыраак жүрөөрүн көрсөтөт. Бул чындыгында иштетүүгө жардам берсе да, кооптуулуктары бар. Концентрация 12 салмактык пайыздан ашкан сайын фазалык айырылуу мүмкүнчүлүгү күчөйт, бул кросс-байланыштардын биртуулугун бузат жана акыркы чыгарылган бөлүктөрдүн сапатына таасирин тийгизет. Бирок жакшы жағы – туура теңдештирилген сыйыкташтыргыч карышмалары өздөрүнүн кесилүүдөн жылчыроо касиеттерин сактап калат, анткени алар өндүрүштүн жараянында ирет менен кубаттарга толот жана өтө өкчүлөөрүнө жол бербейт.

Гел убактысына, шыны транзиция температурасына жана чийилүү тыгыздыгына таасири

Реактивдүү сыйымдуулукту кошкондо массалык 5тен 10 пайызга чейин жүктөгөндө гель убактысын 15тен 25 пайызга чейин кыскартууга болот. Бул эпоксиддүү топтор жөндөмдүүлүгү артканда жана саккылыч ачуу процеси тезлегенде болот. Бирок чыныгы деле маанилүүсү — бул сыйымдуулуктардын функционалдуулугу. Бир функциялуу түрлөрү 15% жүктөгөндө шыны транзиция температурасын 10дан 20°C чейин төмөндөтөт. Башка тараптан, эки функциялуу түрлөрү шыны транзиция температурасын баштапкы смолага жакын кармоого умтулат, көбүнчө 5–10°C ичинде гана. Кесилиш тыгыздыгына келечү болсо, окшош мамиле байкалган. Эки функциялуу сыйымдуулуктар сыңары эмес материалдардагы кесилиштердин 85–90 пайызын сактайт. Бир функциялуу тандоолор катуу төмөндөйт, көбүнчө 60–70 пайызга гана түшөт. Эң жакшы натыйжалар үчүн чогулткучтардын көбү 8–10 пайыз жүктөөгө тийиш. Бул деңгээлде материал вязкосту 4000 сантипуаздан төмөнкү болгондуктан иштетүүгө жарамдуу болуп, конструкциялык колдонуулар үчүн керектүү 120°C жана андан жогорку шыны транзиция температурасын сактайт жана механикалык касиеттер үчүн жетиштүү кесилиш тыгыздыгын сактап калат. Ал эми 12 пайыздан ашык жүктөө абията проблемаларды туудурат. Жылуулук тургундугу төмөндөйт, катмарлардын ортосундагы ынтымак күчү басаңдайт, детальдар убакыт өткөн сайын бүгүлүшү мүмкүн. Бул маселелер болгондо кайра түзөөнүн мүмкүнчүлүгү аз.