Свойства отечественных полиэпоксидных смол

Марка смолы	Способ получения	Внешний вид	Содержа-ние эпоксид-ных групп	Температура плавления, оС
ЭН-6	Конденсация новолачной смолы с эпихлоргидрином	Твердая хрупкая смола желтого цвета	18—22	56—70
ЭЦ	Конденсация циклического тримера циануровой кислоты с эпихлоргидрином	Высоковязкая или твер-дая смола желтого или коричневого цвета	Не менее 30	—
ЭТФ	Конденсация трифено-ла с эпихлоргидрином	Высоковязкая смола темно-желтого или коричневого цвета	Не менее 19,5	40—65

феноло- и аминоформальдегидные смолы, ангидриды органических кислот), так и в процессе ионной полимеризации по эпоксидным группам. В этом случае в качестве отвердителей используют инициаторы ионной полимеризации. Условия отверждения, жизнеспособность, а также прочностные свойства клеевых соединений на эпоксидных клеях в значительной степени зависят от химической природы отвердителя (табл. 7).

Данные таблицы показывают, что использование алифатических аминов и низкомолекулярных полиамидов, как правило, приводит к образованию менее теплостойких клеевых композиций, чем при отверждении ангидридами кислот, ароматическими ди­аминами и некоторыми другими отвердителями. Композиции, отвержденные гексагидрофталевым ангидридом и дициандиами-дом, имеют более высокие прочностные характеристики при температуре ис-пытания 82 °С и при комнатной температуре.

Свойства эпоксидных клеев и клеевых соединений зависят не только от химической природы и соотношения основных компонентов — смолы и отвер-дителя, а также от наличия в системе растворителей, пластификаторов, напол-нителей, условий отверждения композиции и ряда других факторов.

Для изготовления клеев применяют как чистые эпоксиды, так и моди-фицированные различными типами полимеров и олигомеров: полиамидами, фенолоформальдегидными, полисульфидными, кремнийорганическими и дру-гими полимерами.

Таблица 7

Свойства эпоксидных клеевых соединений в зависимости от природы отвердителя

Отвердитель	Условия отверждения		Предел прочности клеевых соединений при сдвиге в зависимости от температуры, кгс/см2
	Продол-житель-ность, час	Тем-пера-тура, 0С	25 0С		82 0С		121 0С		260 0С
			до /после		до /после		до /после		до /после
			старения
Диэтилентриамин	1	93	140	14	114	2,5	48	__	—	—
Диэтиламинопропил-амин	1,5	93	92	63	102	62	101	—	—	—
Низкомолекулярный полиамид	1,5	93	176	24	90	3,5	20	1,5	—	---
Фталевый ангидрид	3	160	132	25	105	15	115	21	9	23
Гексагидрофталевый ангидрид	3	160	132	60	205	101	41	120	18	9
Дициандиамид	2	177	144	11	212	16	112	14	13	20

Одним из методов модификации эпоксидных смол с целью придания им повышенной эластичности и водостойкости является, например, этерификация концевых и расположенных в цепи макромолекулы гидро-ксильных групп:

Применяются также минеральные наполнители (до 200 %), повышающие теплостойкость клеев и снижающие усадку. Клей готовят как горячего, так и холодного отверждения. В первом случае образуется более прочный клеевой шов (предел прочности при сдвиге 350 кг/см², во втором способе – 100 кг/см²). Склеивание осуществляют различными способами: напылением сухого клея, нанесением жидкого клея в виде раствора или расплава.

Широкое применение в технике нашли клеи марок ВК-32-ЭМ; Л-4, эпок-сид П (порошок); эпоксид Пр (пруток), изготовляемые из чистой эпоксидной смолы, отвердителей (ангидридов двухосновных кислот) и наполнителей (цемента). Недостатком этих марок является недостаточная теплостойкость и хрупкость при пониженных температурах. Введение фенолоформальдегидных резолов (клей 422-И) улучшает теплостойкость в пределах до 260 ^оС и морозо-стойкость до -55 ^оС. Эластичность эпоксидных клеев повышают введением эла-стомеров - полисульфидов (тиоколов), поливинилбутираля, поливинилацетата, низкомолекулярных полиэфиров и полиамидов, которые одновременно отвер-ждают клеевой шов и выполняют функции пластификатора.

Введение пластификаторов в высоковязкую клеящую систему спо-собствует улучшению клеящих свойств, а в низковязкой клеящей композиции пластифицирующее вещество играет отрицательную роль, приводя к ухуд-шению клеящих свойств. Влияние количества пластификатора на клеящую способность эпоксидного полимера, отвержденного полиэтиленполиамином, показано ниже:

количество дибутилфталата, % …………….. 10 15 20

предел прочности при сдвиге, кгс/см² ………132 104 94

Следует все же отметить, что в большинстве случаев введение пластифи-каторов в эпоксидные клеящие системы уменьшает их теплостойкость и при-водит к снижению прочности клеевого соединения (например, при старении).

Эластомеры, вводимые в эпоксиды способствуют уменьшению остаточ-ных напряжений, с этой же целью в них вводят наполнители.

Воздействие различных живых микроорганизмов (грибков) незначитель-но изменяет прочностные характеристики эпоксидных клеев. Для создания абсолютно стойких к действию грибков композиций в их состав вводят спе-циальные антисептики или ядовитые для этих организмов вещества.

Важнейшими факторами, которые следует учитывать при выборе клея-щих материалов являются их прочность и долговечность. Прочностные харак-теристики эпоксидных клеев изменяются в значительных пределах в зави-симости от состава и способа применения композиции. Пределы прочности при сдвиге клеевых соединений металлов достигают для композиций горячего отверждения 350 кгс/см² при комнатной температуре; некоторые клеевые соединения, например на основе эпоксидно-полиамидной композиции, имеют предел прочности при сдвиге (при 20 °С) 500 кгс/см². Предел прочности при равномерном отрыве для эпоксидных клеевых соединений находится в пре-делах 500 — 1000 кгс/см²; прочность при неравномерном отрыве составляет 5—30 кгс/'см².

Длительная прочность эпоксидных клеев (отвержденных при нагрева-нии) составляет 300—500 ч при напряжении (сдвиг) 100—180 кгс/см²; уста-лостная прочность при сдвиге эпоксидных клеевых соединений (20 °С) нахо-дится в пределах 40—50 кге/см². Прочные характеристики композиций, от-вержденных без нагревания, как правило, значительно ниже, чем композиций горячего отверждения.

В основу оценки долговечности клеевых композиций должно быть по-ложено влияние таких факторов, как температура, влага, атмосферные условия и др. Результаты ускоренного старения эпоксидных клеев показывают, что в условиях циклического изменения температуры и влажности наиболее стабильны клеевые соединения однородных конструкционных материалов, в ином случае наблюдается сравнительно быстрое снижение их прочности.