На правах рукописи ЗИНОВЬЕВА ЕЛЕНА ГЕННАДЬЕВНА РАЗРАБОТКА ОТВЕРЖДАЮЩИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТРИАЛКИЛ(АРИЛ)ФОСФАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ И ТРИЭТИЛЕНТЕТРАМИНА ДЛЯ ЭПОКСИДИАНОВЫХ ОЛИГОМЕРОВ 05.17.06 – Технология и переработка полимеров и композитов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Казань – 2009 Работа выполнена на кафедре физической химии и высокомолекулярных соединений Федерального государственного профессионального им. <...> Полученные полимеры обладают высокой адгезионной и механической прочностью, но имеют низкую ударную вязкость, обусловленную жесткостью эпоксиаминной сетки. <...> Полимеризация ЭО осуществляется в основном комплексами трехфтористого бора (кислота Льюиса) с аминами (электронодонорные соединения). <...> При этом полученные полимеры характеризуются высокой ударной вязкостью за счет образующихся гибких полиэфирных связей. <...> Однако, комплексы трехфтористого бора с аминами являются дорогостоящими высокоплавкими веществами и процесс полимеризации ЭО проводится при повышенных температурах. <...> Для понижения температуры процесса полимеризации необходимы жидкие или низкоплавкие инициаторы, в роли которых могут быть использованы комплексы более технологичных и доступных кислот Льюиса (хлориды олова, титана, цинка и ниобия) и электронодоноров - триалкилфосфатов (ТАФ). <...> В связи с этим актуальной задачей является синтез и исследование свойств комплексов кислот Льюиса и ТАФ, разработка технологии последовательного проведения процессов полимеризации этими комплексами и отверждения триэтилентетрамином ЭО с получением полимеров с улучшенными физико-механическими свойствами. <...> Целью работы являлось разработка отверждающих систем на основе комплексов триалкилфосфатов (ТАФ) с кислотами Льюиса и триэтилентетрамина (ТЭТА) для ЭО на примере олигомера ЭД-20; установление основных закономерностей формирования структуры и изучение свойств <...>
Разработка_отверждающих_систем_на_основе_триалкил_____(арил)_фосфатных_комплексов_хлоридов_металлов_и_триэтилентетрамина_для_эпоксидиановых_олигомеров.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Традиционными методами получения полимеров на основе
эпоксидиановых олигомеров (ЭО) являются процессы поликонденсации и
полимеризации. Поликонденсация ЭО в большинстве случаев проводится с использованием
алифатических аминных отвердителей, в частности, триэтилентетрамина.
Полученные полимеры обладают высокой адгезионной и механической прочностью, но
имеют низкую ударную вязкость, обусловленную жесткостью эпоксиаминной сетки.
Полимеризация ЭО осуществляется в основном комплексами трехфтористого бора
(кислота Льюиса) с аминами (электронодонорные соединения). При этом полученные
полимеры характеризуются высокой ударной вязкостью за счет образующихся гибких
полиэфирных связей. Однако, комплексы трехфтористого бора с аминами являются
дорогостоящими высокоплавкими веществами и процесс полимеризации ЭО проводится
при повышенных температурах. Для понижения температуры процесса полимеризации
необходимы жидкие или низкоплавкие инициаторы, в роли которых могут быть
использованы комплексы более технологичных и доступных кислот Льюиса (хлориды
олова, титана, цинка и ниобия) и электронодоноров - триалкилфосфатов (ТАФ). В связи с
этим актуальной задачей является синтез и исследование свойств комплексов кислот
Льюиса и ТАФ, разработка технологии последовательного проведения процессов
полимеризации этими комплексами и отверждения триэтилентетрамином ЭО с
получением полимеров с улучшенными физико-механическими свойствами.
Целью работы являлось разработка отверждающих систем на основе комплексов
триалкилфосфатов (ТАФ) с кислотами Льюиса и триэтилентетрамина (ТЭТА) для ЭО на
примере олигомера ЭД-20; установление основных закономерностей формирования
структуры и изучение свойств полученных полимеров.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Взаимодействием ТАФ с кислотами Льюиса синтезировать соответствующие
комплексы, исследовать их структуру и свойства.
2. Изучить закономерности процессов получения полимеров на основе олигомера ЭД20
с использованием комплексов ТАФ с кислотами Льюиса и ТЭТА.
3. Исследовать влияние синтезированных комплексов на технологические и физикомеханические
свойства эпоксиполимеров.
Научная новизна. Впервые синтезированы новые комплексы ТАФ с кислотами
Льюиса (хлоридами титана, олова, цинка и ниобия). Установлено, что комплексы
являются инициаторами катионной полимеризации эпоксидного олигомера ЭД-20.
Впервые получены отвержденные эпоксидные композиции (ОЭК) путем последовательной
частичной полимеризацией олигомера ЭД-20 растворами триалкилфосфатных
комплексов с кислотами Льюиса в соответствующих ТАФ и доотверждения ТЭТА.
Определены основные закономерности влияния комплексов ТАФ с кислотами Льюиса на
формирование структуры и прочностные характеристики ОЭК.
Практическая ценность состоит в том, что:
• синтезированы новые комплексные соединения триалкилфосфатов с кислотами
Льюиса, исследованы их структура и свойства.
• путем катионной полимеризацией растворами триалкилфосфатных комплексов с
хлоридами металлов в соответствующих ТАФ и последующим доотверждением ТЭТА
эпоксидианового олигомера ЭД-20 получены полимеры, не уступающие по
прочностным свойствам полимерам, полученным катионной полимеризацией ЭД-20
комплексом трехфтористого бора с бензиламином (катализатор УП 605/3р), и
значительно превышающие по физико-механическим свойствам поликонденсационные
полимеры, полученные отверждением ЭД-20 ТЭТА.
• разработана полимерная композиция на основе смолы ЭД-20, каолина, отверждающей
системы – раствора комплекса бис[три(2-хлорэтил)фосфат)]тетрахлоротитана в три(2хлорэтил)фосфате
и
ТЭТА, которая была рекомендована к внедрению для
3
Стр.3