Полімерні матеріали з суміші олігоепоксидів

UKR: Вивчено полімерні матеріали з суміші епоксидної смоли CHS-Epoxy 520 (Чехія) з олігомерним каучуком з кінцевими епоксидними групами (ПДІ-3А) при їх сумісному зшиванні метафенілендіаміном. Методом гель-хроматографії показано, що каучук має вузький молекулярно-масовий розподіл. Методом оптичної мікроскопії виконано аналіз процесу структуроутворення полімерного матеріалу. Спостережено бімодальний розподіл еластичних сферичних частинок зшитого каучуку в матриці зшитої смоли: у дисперсійному середовищі, утвореному епоксидною смолою, розповсюджені частинки дисперсної фази каучуку (як з діаметром 0,6–1,0 мкм, так і з діаметром 30–40 мкм). Концентраційна залежність кількості частинок розміром 0,6–1,0 мкм має екстремальний характер (максимальна кількість таких частинок утворюється при введенні 0,05–0,10 об.ч. каучуку в матрицю зі смоли). Вміст частинок розміром 30–40 мкм монотонно зростає при збільшенні вмісту каучуку. Запропоновано схему, що описує еволюцію структуроутворення полімерного матеріалу. Вивчено концентраційні залежності деформаційноміцнісних властивостей матеріалу у широкому діапазоні концентрацій. При збільшенні вмісту каучуку спостерігається стрибкоподібні зміни властивостей (перколяційний ефект). Методом калориметрії розроблено ізотермічний режим зшивання суміші олігоепоксидів, конверсія епоксидних груп складає 98–99%. Показано, що максимальний рівень деформаційно-міцнісних властивостей полімерного матеріалу реалізується для зшитої смоли, що містить гетерофазу каучуку з мінімальним розміром частинок, оптимальний вміст каучуку визначається умовами геометричного фазового переходу. Показано, що вивчені епоксидна смола та каучук змішуються при будь-яких співвідношення.

ENG: Polymeric materials based on a mixture of CHS-Epoxy 520 epoxy resin (Czech Republic) and an oligomeric rubber with terminal epoxy groups (PDI-3A) were studied during their joint crosslinking with metaphenylenediamine. Using gel chromatography, it was shown that the rubber possesses a narrow molecular-weight distribution. The structure formation process of the polymeric material was analyzed using optical microscopy. A bimodal distribution of elastic spherical rubber particles crosslinked within the resin matrix was observed: in the dispersion medium formed by the epoxy resin, dispersed rubber-phase particles were found with diameters of 0.6–1.0 μm and larger particles with diameters of 30–40 μm. The concentration dependence of the number of 0.6–1.0 μm particles exhibited extremal behavior (the maximum number of such particles formed when introducing 0.05–0.10 parts by volume of rubber into the resin matrix). The content of 30–40 μm particles increased monotonically with rising rubber content. A model scheme describing the evolution of structure formation of the polymeric material was proposed. Concentration dependences of the deformation-strength properties of the material were studied over a wide range of concentrations. A stepwise change in properties (a percolation effect) was observed with increasing rubber content. An isothermal curing regime for the oligoepoxide mixture was developed by calorimetry, achieving an epoxy-group conversion of 98–99%. It was shown that the maximum level of deformation- strength properties is attained for a cured resin containing a rubber heterophase with minimal particle size; the optimal rubber content is determined by the conditions of a geometrical phase transition. It was demonstrated that the studied epoxy resin and rubber aremiscible in any ratio.