2. Методика эксперимента

Приготовление эпоксидных связующих осуществляют в реакторах (рисунок).

Реактор IKA

3. Порядок выполнения работы

Задание 1. Технология изготовления эпоксидных связующих

1. На металлическую подложку, установленную на аналитических весах, поместить необходимое количество эпоксидной смолы.

2. Добавить рассчитанное количество ускорителя и отвердителя.

3. Смолу, ускоритель и отвердитель загрузить в реактор и при нагревании до 90°С перемешать до однородного состояния.

4. При температуре 90°С провести отливку эпоксидного связующего из реактора в специальные формы.

Задание 2. Технология изготовления эпоксидных связующих, наполненных углеродным порошком / рубленными углеродными волокнами

1. На металлическую подложку, установленную на аналитических весах, поместить необходимое количество эпоксидной смолы.

2. Добавить рассчитанное количество углеродного порошка / рубленного углеродного волокна, ускорителя и отвердителя.

3. Смолу, углеродный порошок / рубленное углеродное волокно, ускоритель и отвердитель загрузить в реактор и при нагревании до 90°С перемешать до однородного состояния.

4. При температуре 90°С провести отливку наполненного эпоксидного связующего из реактора в специальные формы.

4. Отчет о работе

Отчет о работе должен содержать:

1. Краткое описание технологии получения ненаполненных и наполненных эпоксидных связующих.

2. Образцы ненаполненных и наполненных эпоксидных связующих.

5. Контрольные вопросы

1. Эпоксидные связующие и их составляющие.

2. Чем объясняется широкое применение эпоксидной смолы в качестве компоненты полимерных связующих материалов для полимерных композиционных материалов?

3. Отвердители, ускорители, разбавители, пластификаторы и модификаторы.

4. Технология получения ненаполненных и наполненных эпоксидных связующих.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алентьев, А. Ю. Связующие для полимерных композиционных материалов: учеб. пособие для студентов специальности «Композиционные наноматериалы» / А. Ю. Алентьев, М. Ю. Яблокова. – М: Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 2010. – 69 с.

2. Авиационное материаловедение.: учеб. пособие по лабораторному практикуму. В 2 ч. Ч. 2. Неметаллические материалы / Я. С. Карпов, В. В. Остапчук, Н. Д. Сазоненко, Н. И. Семишов, М. А. Шевцова. Харьков: Харьковский авиационный институт, – 2004. – 107 с.

Лабораторная работа № 5

Определение качественного состава эпоксидных связующих методом инфракрасной спектроскопии

Цель работы: определение качественного состава эпоксидных связующих методом инфракрасной спектроскопии.

1. Краткие теоретические сведения

Метод инфракрасной (ИК) спектроскопии в настоящее время является одним из самых распространенных методов идентификации полимеров и их структурного анализа. Широкое распространение этого метода по сравнению с другими современными физико-химическими и химическими методами обусловлено доступностью и надежностью ИК спектрометров, высокой скоростью выполнения анализа, а также тем, что в процессе анализа полимер не подвергается химическому изменению. Все это дает возможность достаточно легко получать ИК спектры образцов полимеров в виде волокон, пленок, растворов и порошков. Для образца полимера, не содержащего примесей, методом ИК спектроскопии с высокой степенью надежности можно установить не только структуру полимерной цепи, но и некоторые особенности состава и структуры полимера, обусловленные способом его получения или переработки.

Инфракрасная спектроскопия занимается, главным образом, изучением молекулярных спектров испускания, поглощения и отражения, так как в инфракрасной области расположено большинство колебательных и вращательных спектров молекул. Оптические спектры молекул получаются при изменении трех видов внутренней энергии молекул: энергии электронов, энергии колебания атомов в молекуле относительно некоторого положения равновесия и энергии вращения всей молекулы вокруг своей собственной оси, то есть

Е = Еэл + Ек + Евр.

Для возбуждения вращательного спектра нужна небольшая энергия – 0,005 - 0,025 эВ, для колебаний атомов в молекуле – 0,05 - 0,5 эВ, а для возбуждения электронных спектров – 5 - 10 эВ. Однако в чистом виде не удается получить электронные и колебательные спектры. Одновременно с возбуждением колебаний атомов изменяется и скорость вращения всей молекулы. Поэтому спектр получается колебательно-вращательным.

Для получения спектров поглощения надо на вещество направить излучение, необходимое для возбуждения того или иного вида спектра. Возбуждение электронных спектров осуществляется ультрафиолетовым (5-400 нм) и видимым излучением (400-750 нм), колебательные спектры требуют квантов ИК излучения (760 нм - 300 мкм), вращательные - квантов микроволнового излучения (300 мкм - 300 мм) или дальнего ИК излучения.

В методе ИК спектроскопии изучают ИК спектры поглощения, возникающие при прохождении ИК излучения через вещество. Каждое вещество имеет свой колебательный спектр. Число полос поглощения в спектре, ширина, форма, интенсивность определяются структурой и химическим составом вещества. Это дает возможность по ИК спектрам проводить качественный и количественный анализы вещества во всех агрегатных состояниях. По числу и положению пиков в ИК спектрах поглощения можно судить о природе вещества (качественный анализ), а по интенсивности полос поглощения – о количестве вещества (количественный анализ). Идентификация неизвестного соединения по инфракрасному спектру осуществляется сравнением его спектра с эталонными спектрами индивидуальных соединений.