Особливості формування полімерних плівок на основі епоксидного олігомеру, наповненого диоксидом титану.
Автор: Лев Віталій Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: На основі епоксидних смол виходять покриття, що володіють хорошими захисними властивостями, адгезією до різних матеріалів, високою твердістю, стійкістю в агресивних середовищах. За останні роки значно збільшився асортимент епоксидних олігомерів та вихідних продуктів для їх отримання, а також створено нові матеріали та розширилася сфера їх застосування. Біля половини епоксидних смол, що випускаються, споживає лакофарбова промисловість. В даний час епоксидні олігомери широко використовуються в якості плівкоутворюючих лакофарбових матеріалів, основною областю застосування яких є протикорозійний захист металевих виробів і конструкцій, а також захист бетону, пластмас, дерев’яних виробів тощо, що експлуатуються в умовах впливу агресивних середовищ у металургійній, хімічній, нафтопереробній промисловості, суднобудуванні, автомобілебудуванні, будівництві. Регулювання декоративних властивостей покриттів - кольору та непрозорості здійснюється шляхом введення пігментів та наповнювачів у лакофарбові матеріали. При цьому можуть змінюватися такі лакофарбові властивості матеріалу та покриття як деформаційно-міцністні, ізолюючі, протикорозійні та адгезійна міцність. Так само внаслідок введення пігментів можна отримувати покриття зі спеціальними властивостями - електропровідні, електроізолюючі, теплостійкі, вогнезатримуючі, антифрикційні, протиобростаючі і т.д. Зміна властивостей лакофарбового матеріалу та покриття відбувається внаслідок розподілу дисперсної мінеральної фази в полімерній матриці (за рахунок чого змінюються механічні властивості) і внаслідок хімічної та фізичної взаємодії дисперсних частинок з плівкоутворюючою речовиною. При цьому має місце суттєва зміна термодинамічного стану плівкоутворювача та його структури, що призводить до обмеження сегментальної рухливості макромолекул поблизу поверхні пігментних частинок, підвищення їх жорсткості, температури склування полімерної матриці та зміни релаксаційних переходів у ній, змінюється структура надмолекулярних утворень покриття. У разі наповнення діоксидом титану має місце формування фібрилярної, більше упорядкованої та щільної структури. Модифікація плівкоутворювача поблизу поверхні пігментних частинок є причиною значної зміни деформаційно-міцністних, ізолюючих, адгезійних та інших властивостей лакофарбових покриттів при введенні пігментів та наповнювачів. Таким чином, тема роботи, пов’язана з дослідженням впливу модифікації та поверхневої обробки діоксиду титана на процес формування полімерного композиційного покриття та його властивості є актуальною. Об’єкт дослідження – композиційні матеріали. Предмет дослідження – епоксидна смола ЕД-20. Мета дослідження – структурування епоксидних композицій з покращеними властивостями в присутності пігментних наповнювачів діоксиду титану з різними за природою затверджувачами. Проаналізовано літературні дані по створенню епоксидних композицій, зокрема використання різних затверджувачів, наповнення епоксидних олігомерів, вплив пігментів та наповнювачів на характеристики полімерної матриці. Розглянуто властивості поверхні пігментів. З літературного огляду випливає, що науково обґрунтований підбір зв’язуючих, затверджувачів, пігментів та наповнювачів, а також різних добавок при виробництві наповнених лакофарбових матеріалів можливий тільки при встановленні відповідності хімічної будови та типу сполучних речовин із властивостями поверхні пігментів та наповнювачів. Розроблені методи отримання епокси-наповнених композицій при кімнатній температурі і нагріванні. При термічному структуруванні епоксидні плівки наповнені діоксидом титану необхідно витримувати одну добу при кімнатній температурі і надалі нагрівати при 60 °С впродовж 30-360 хв Показана можливість використання етилцелозольву, як активного розбавлювача для зменшення в’язкості епоксидних композицій з одночасним збереженням основних показників (гель-фракції), що характеризують полімерні плівки. Вивчено вплив складу, температури і тривалості структурування на процес тверднення пігментованих епоксидних композицій з досягненням високого вмісту гель-фракції, в залежності від використання марки діоксиду титану з різними поверхневими властивостями (діоксид титану рутильної модифікації марок R-02, R-706 фірми «Du Pont» і Kronos 2310, а також діоксид титану анатазної форми марки АО-1) в присутності різних затверджувачів (лінійних, розгалужених, з ароматичним кільцем ) Проведені економічні розрахунки і обчислені витрати на проведення наукових досліджень. Ключові слова – полімер, олігомери, композиційні матеріали, епоксидна смола, структурування, пігменти, діоксид титану.