Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Синтетические поликонденсационные смолы сб. ст

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.85 Mб
Скачать

тилолметана,* те1\1 труднее смола растворялась в толуоле, а потому промывка смолы была связана с большими труд­ ностями. Замечено, что количество динафтилолметана вли­ яет на свойства получаемых смол. Чем больше процент­ ное содержание динафтилолметана в исходных продуктах, тем выше температура каплепадения получаемых смол и ниже эпоксидное число.

 

 

 

 

 

 

 

Получение и свойства

эпоксидных

8 §

 

 

 

 

Загрузка

 

 

 

 

ДПФ

ДНМ

 

эхг

 

!Ч‘аОП

 

1с

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

С

 

3 £«■

 

МОЛЬ

е

м о л ь

г

м о л ь

МЛ

МОЛЬ

£

о Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

:

I

45,6

0,2

60,6

0,2

1 п

1 2

95,5

48

1,2

1

: 1

45,6

0,2

60,6

0,2

1 п

1,2

95,5

48

1,2

1 :

3

23,0

0,1

90,9

0,3

1п

1,2

95,5

48

1,2

1

: 3

23,0

0,1

90,9

0,3

ш

1,2

95,5

48

1,2

3 :

1

68,4

0,3

30,3

0,1

П 1

1,2

95,5

48

1,2

3 :

1

68,4

0,3

30,3

0,1

111

1,2

95,5

48

1.2

Наиболее подходящей с точки зрения состава исходных компонентов, метода получения и свойств оказалась эпок­ сидная смола с соотношением ДФП : ДНМ ==1:1 (табл. 4). 50% дифенилолпропана из общего количества бисфенолов являются тем минимальным количеством, при котором получающаяся смола обладает сравнительно низкой тем­ пературой каплепадения. Эта смола представляет собой прозрачную твердую массу светло-коричневого цвета с эпоксидными числами в пределах 15—17%.

Динафтилолметаново-дифенилолпропановые смолы луч­ ше (в 8 раз в толуоле и в 2 раза в ксилоле) растворяются в неполярных растворителях и почти так же, как динафтилолметановые,— в полярных.

8 8

По методике, описанной в литературе *, были синтези­ рованы на основе динафтилолметана и дифенилолпропана более низкомолекулярные эпоксидные смолы. Однако, несмотря на более высокие эпоксидные числа, эти смолы не отличаются по своим свойствам от смол, описанных выше.

Свойства отвержденных эпоксидных смол на основе динафтилолметана и смесей его с дифенилолпропаном. Для

смол на основе ДНМ и ДФП

 

 

Продолжи­

­

Выход

смолы

Эпоксид­ чисное­ %,ло

 

Кон­

тельностьдо бавления ,ЫаОНмин

е

%

МЛ

центра-

 

 

 

ция, %

 

 

 

 

 

210,5

228

 

120

95,7

90

15,2

261

2 2 2

 

120

96

90,4

15,5

215,4

228

 

180

99,0

87

13,9

215,4

228

 

150

103,0

90,4

14,7

199

241

 

180

83,4

84

17,1

216

22 2

 

120

96

90,4

15,5

Таблица 4

Свойства

СМОЛЫ

1

1;

!

 

Температура каплепадения, °С

Процент летучих

Содержа­ ние С1, % .

61

 

0,93

1,8999

63

 

1,0

1,7401

76

 

0,95

1,0634

74

 

0,81

1,4720

54

 

1,2

63

 

1,0

испытания физико-механических и электрических свойств, а также химической стойкости были приготовлены стан­ дартные образцы эпоксидных смол, отвержденные малеи­ новым ангидридом.

Высокая температура плавления полученных смол не позволяла проводить отверждение при комнатной тем­ пературе. В связи с этим в качестве отвердителя применялся малеиновый ангидрид, как наиболее доступный и рас­ пространенный при горячем отверждении. Для изготов­ ления стандартных образцов из полученных смол приме-

*М . Л а з а р ш и н , И. М л е з и в а, Д, Б а р а н о в а , И. Т о м х и - на, «Химическая промышленность», 1960, № 3, 209.

89

няли открытые разъемные металлические формы с неод­ нократно нанесенным на них разделительным слоем (5— 10%-ный раствор полиизобутилена).

К расплавленной и отвакуумированной смоле добав­ лялся расплавленный малеиновый ангидрид (в количестве 30% от веса смолы). Смесь тщательно перемешивали, пов­ торно вакуумировали и осторожно заливали в предвари­ тельно подготовленные формы. Формы, заполненные смо­ лой, помещались в термошкаф, в котором медленно, в те­ чение 4 ч, температура повышалась до 180° С. При этой температуре образцы выдерживали 2 ч, после чего темпе­ ратура медленно понижалась.

Для сравнения свойств полученных смол со свойствами стандартных смол были изготовлены в аналогичных ус­ ловиях стандартные образцы смол ЭД-б и эпокси-1200.

Изготовленные образцы подвергались физико-механи­ ческим и электрическим испытаниям после 10-дневной выдержки с момента их отверждения. Испытывались удель­ ная ударная вязкость, твердость по Бринеллю, прочность при сжатии и изгибе, теплостойкость по Вика, тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницае­ мость отвержденных смол.

Полученные при испытаниях данные (табл. 5) свиде­ тельствуют о том, что смолы на основе динафтилолметана и смесей его с дифенилолпропаном не только не уступают, а даже превосходят (теплостойкость, предел прочности при сжатии) стандартные эпоксидные смолы. Однако они обладают низкой удельной ударной вязкостью (1,2— 2,0 кГсм/см2) и малым пределом прочности при изгибе

(130—293 кГ/см*).

Следует отметить, что смолы на основе чистого динаф» тилолметана и смеси динафтилолметана с дифенилолпро­ паном имеют приблизительно одинаковые физико-механи­ ческие и диэлектрические свойства, за исключением пре-

9 0

Таблица 5

Результаты физико-механических испытаний эпоксидных смол, отвержденных малеиновым ангидридом

 

Смола

Смола

 

 

Вид физико-механических

на ос­

 

Эпок­

на ос­

нове

ЭД-6

испытаний

нове

ДНМ

си-1200

 

ДНМ

и ДФП

 

 

 

 

0:1)

 

 

Удельная

ударная

вяз­

 

 

 

7,72

кость, кГ-см /см 2 , ,

, .

2 ,0 0

1,20

1,20

Твердость

по

Бринел-

 

 

 

 

лю, кГ/мм2* ........................

22,4

22,7

22,7

22,4

Предел

прочности

при

 

 

 

967

сжатии, кГ/см2* . .

. .

1332

1378

1199

Предел

прочности

при

 

 

 

613

изгибе, кГ-см /смы .

. .

293

130

985

Теплостойкость

по

Ви­

130

 

 

 

ка, °С

...............................

120

105

 

Тангенс угла

диэлект­

0,0151

 

 

0,0250

рических

потерь . .

, .

0,0249

0,0296

Диэлектрическая

про­

 

 

 

4,40

ницаемость

 

 

 

4,44

4,48

4,35

Примечание

Нагрузка при испытании

250 к Г

_

_

_

Испытания проводились при частоте

3 -1 107 гц и

/= 1 5 ° С

* по ГОСТ 6867—61 единица силы ньютон (к) имеет размерность

кГм¡сек2:

1 дц«=10~5 н.

дела прочности при изгибе,

который значительно ниже

у смолы на основе смеси.

 

Таким образом, смолы на основе смеси бисфенолов не

имеют никаких преимуществ

по сравнению с динафтилол-

метановыми смолами (по физико-механическим и электри­ ческим свойствам). Полученные смолы подвергались испы­ таниям на химическую стойкость в органических раство­ рителях, а также растворах кислот и щелочей (табл. 6). Испытания проводились в течение 8 месяцев при комнатной температуре. В результате испытаний выяснилось, что образцы смол в течение нескольких дней разрушаются от действия концентрированной серной кислоты, но прояв­ ляют большую стойкость (только слегка набухают при дей­ ствии 20%-ной азотной и 45-%ной уксусной кислот).

В воде и большинстве органических растворителей от­ вержденные смолы немного набухают и лишь в ацетоне наблюдается полное растворение смол.

Поверхность образцов остается в большинстве случаев неизменной (трещины и эрозия отсутствуют).

Хорошие диэлектрические свойства, теплостойкость и химическая стойкость динафтилолметановых смол позво­ ляют принять их для заливочных компаундов горячего отверждения в электротехнической промышленности. Ука­ занные компаунды могут быть использованы в тех случаях, когда к изделиям не будут предъявляться высокие тре­ бования по механической прочности.

Для выяснения экономической целесообразности про­ изводства эпоксидных смол на основе динафтилолметана и смесей его с дифенилолпропаном были проведены тех­ нико-экономические расчеты себестоимости смол.

По данным калькуляции оказалось, что самой дорогой смолой является динафтилолметаново-дифенилолпропа- новая смола. Это связано с большими расходами эпихлоргидрина при синтезе данной смолы по сравнению со смо-

92-

<3

X

=1

отвержденных малеиновым ангидридом

»ж

о

ас

5

2

я

К

» §

Й гг

К СО

а: га а> о.®^

£ °

со га к °

си 4 03 -

3 § ¥ ер Й'о'

2СО га

**• о

8 2 * .

га С Си у

Ю* ^ 2

®0» К оо

& 5 а

ш2

Ю«

§ §

со га

I I

га §

ч

к

мм

мм

, :

мм

со

из

та

Си о

п

5

Э ч

Жк

со

та

а

о- >,

о

си

О

 

1

сч

о

 

1

та*

м-м

1

о

1

о

1

о

 

о*

 

о

1

сч

о

1

о

 

о"

1

сч

•|

03

 

о

1

со

о

1

тГ

 

©

оз

со

00

та-

03

г-

сГ

о

1

о

03

та-

со

о

та-

О*-*

5

ч

 

 

3

—Iя

 

 

со а

ХО Ч

си с

Си >,

О о

та

си

и с а

О

1

©

©

© © со сч

 

о

М-М

© о о ©

1

 

 

© —4—с ©

1

1

со

та*

© © © ©

1

сч

о о

© © © гг

1

 

©*

© -Г о " ^

1

 

©

8

© © сч сч

 

1

оз

© © сч сч

1

о

——

О О — О

1

о

© © © ©

1

 

©“

©

о о © ©

 

 

г-

гг

N. N. -ч Г-м

 

1

©

©

© © © сч

 

о

©

о © — — |

1

©

© о © ©

1

 

о

©

© о " о ©

 

 

©

©

© сО т} -^

 

1

©

та*

та* со —- ©

1

©

©

© © © ©

1

©

© © © ©

1

 

о

©

© © © ©

 

 

©

сч

© сч © сч

 

1

©

©

© © сч ©

1

сч

М-4

-Н ГГ N. м^

1

сч

© © © ©

1

 

 

м-м

~ © ч -< ©

 

о

М-1

©

© © © сч ©

N.

©

со

© © © © сч

00

о о

тасч © © гг

Гм

©

©

© © © © та-

о"

©

©

О* о* ©“ ©*"©ж

Оз

©

ОО

© © -И © ©

N.

сч

©

сч © сч © ©

та*

©

^ © © © ©

 

сч

м-М

© © о © ©

 

ММ

М-.

~ © -ч © О

3

 

 

®х

о

 

н

 

 

 

о

 

о

, ч

. о

 

 

 

4

 

©

и

 

ч

 

 

 

и

 

©

 

. X

■и

 

 

 

а

 

 

 

X

 

я

 

 

■§ • •

*

 

 

 

к к

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

« к

 

 

 

та

та к

 

 

 

 

*

а ж со

5

>25о §

 

 

Я

 

 

 

;

 

^ й

ж я

*

 

 

 

та

та си ?►>н

Я

“ ю 5

 

 

 

о. Т

си ,

 

 

 

 

§ а

 

и ®®

5>а

2

$

 

 

 

 

з >5 ^ < ^оа х н <

 

с?

^

3

9

та

 

о

 

 

 

х

 

 

 

сч

 

9 3

лами, получающимися в промышленности. Себестоимость динафтилолметановой смолы составляет 90% от себестои­ мости эпоксидной смолы ЭД-6.

Выводы

1. Синтезированы эпоксидные смолы на основе динафтилолметана и смесей его с дифенилолпропаном, взятых в различных соотношениях ( 1: 1; 1 : 3 ; 3 : 1). Уточнен температурный режим получения смол.

2.Проведены испытания физико-механических и ди­ электрических свойств образцов полученных смол, отвер­ жденных малеиновым ангидридом.

3.Результаты испытаний и технико-экономические рас­ четы позволяют сделать вывод об ограниченной пригод­ ности динафтилолметановых смол для изготовления за­ ливочных электроизоляционных компаундов горячего от­ верждения в тех случаях, когда требуются высокие фи­ зико-механические свойства готовых изделий.

4.Смолы на основе смесей бисфенолов (дифенилолпро­ пана и динафтилолметана) имеют низкие физико-механи­ ческие показатели при высокой стоимости и использование

их нецелесообразно.

НОВЫЕ БЕЗМАСЛЯНЫЕ АЛКИДНЫЕ СМОЛЫ И ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ

Р. В. Губенко, Е. В. Оробченко, Н. Ю. Прянишникова*

Замена растительных, в том числе пищевых, жиров синтетическими продуктами в производстве лаковых смол имеет большое народнохозяйственное значение.

Ранее 13] были получены глифталевые лаковые смолы, модифицированные талловым маслом и синтетическими жирными кислотами (СЖК) С25 и выше Шебекинского комбината синтетических жирных кислот и жирных спир­ тов.

Поскольку СЖК С25 и выше Волго-Донского комбината по своим качественным показателям заметно отличаются от СЖК С25 и выше Шебекинского комбината, что видно из данных табл. 1, представилось целесообразным изучить влияние этих отличий на синтез и свойства лаковых глифталевых смол, модифицированных СЖК С2* и выше ВолгоДонского комбината.

В 1,5 раза меньший молекулярный вес волго-донских СЖК и почти во столько же раз большее число омыления свидетельствуют о повышенном содержании в них относи­

тельно низкомолекулярных

жирных

кислот. В семь раз

* В работе принимали участие

Латышко

Т. К.. Петренко А. А.,

В. С. Надточий.

 

 

95

более высокое содержание окспкислот (по Фар нону) н в три раза большее эфирное число указывают на увеличен­ ное количество оксикислот и продуктов их конденсации.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

Свойства СЖК С25 и выше

 

 

 

 

 

 

 

СЖК С2а и вы­ СЖК С25 и вы­

 

 

Показатели

 

 

ше Шебекин*

ше Волго-Дон­

 

 

 

 

ского комби­

ского комби­

 

 

 

 

 

 

 

ната

ната

Вязкость

по вискозиметру

ФЭ-36В при

 

 

 

70°, с е к

........................................

 

 

 

.... . . . .

-

35,0

20,0

Содержание марганца,

%

..........................

 

 

0,16

0,0

Молекулярный

вес по Р а с т у ......................

 

 

504

328

Кислотное

ч и с л о ............................................

 

 

 

 

104,7

124,3

Число омыления ...........................................

 

 

 

 

120,1

165,9

Эфирное число

, . .......................................

 

15,4

41,6

Йодное ч и сл о ................................................

 

 

%

....

 

20,9

19,8

Содержание неомыляемых,

..................

 

20,0

14,4

Содержание «оксикислот» по Фариону, %

 

1.5

11,1

Групповой состав синтетических жирных кислот С2ь и

выше 14] может быть

представлен следующим образом:

 

 

 

,,

 

 

 

Содержание,

 

 

 

Компоненты

 

 

у

Полимерные кислоты и продукты их конден­

 

сации

(М >592) ..........................................................

 

 

 

 

17,8

Омыляемые продукты конденсации (М >592)

17,2

Полимерные неомыляемые кислоты (М >592)

17,0

 

 

И т о г о полимерных продуктов

. ,

52

Кислоты

Сп =

25 Ч- 40

и продукты

их кон­

 

денсации .................................................................

 

 

 

 

 

13,8

Кислоты

Сп <

25

 

 

 

 

22,6

Неомыляемые кислоты

(М < 5 9 2 )........

 

11,6

 

 

 

И т о г о неполимерных продуктов

48

9 6

Вышеприведенный анализ химического состава СЖК обоих заводов лег в основу экспериментальной части ис­ следования.

При использовании в качестве модифицирующего аген­ та СЖК Волго-Донского комбината и дистиллирован­ ного таллового масла было установлено, что расчетная рецептура, составленная по кислотным числам модифици­ рующих агентов для смол с содержанием 40% глифталя, не позволяет получить лаковые глифталевые смолы с низ­ кими кислотными числами даже при высокой степени эте­ рификации. Поэтому была проведена серия синтезов смол с различным количеством глицерина в рецептуре и изучены свойства полученных при этом полиэфиров.

Синтез смол проводился в открытом стальном аппарате емкостью 10 л, снабженном электрообогревом, лопастной мешалкой и термометром. В аппарат загружались синтети­ ческие жирные кислоты С2д и выше, дистиллированное талловое масло и глицерин. Затем при работающей мешалке поднимали температуру до 180—200° С. После этого за- „ гружали фталевый ангидрид и продолжали подогрев при температуре 240° С до получения смолы с кислотным чис­

лом не более

10.

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства модифицированных смол

 

 

Рецептура

вес %

 

Избыток

гли­

 

Свойства смолы

 

 

 

 

 

церина по

от­

 

 

Г ндро-

 

Фтале­

Глице­

СЖК

Галло­

ношению к

Кис­

Эфир­

Степень

вый

рецептуре,

ксиль-

этери­

ангид­

рин

С25 и

вое

рассчитанной

лотное

ное

ное

фика­

рид

 

выше

масло

по кислотным

число

число

число,

ции, %

 

 

 

 

числам, %

 

 

%

 

27,6

17,2

18,6

36,6

5,5

 

25,0

275,0

2 ,2 2

98,0

27,4

18,0

18,4

36,2

10,5

 

17.2

334,1

95,0

26,7

19,6

18,0

35,7

2 0 ,2

 

5,8

281,0

2,6

98,0

26,3

20,7

17,8

35,2

27,0

 

13,8

427,1

3,6

95,5

25,8

2 2 ,0

17,5

34,9

34,9

 

17,0

90,0

7 ¿ и

 

 

 

 

 

 

 

 

97 ч

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ