Введение к работе
Актуальность темы. Проблема защиты от коррозии строительных конструкций и технологического оборудования остается чрезвычайно острой, несмотря на растущее разнообразие новых антикоррозионных материалов. Наиболее эффективный способ защиты -а»о покрытия, в частности, полимерные. Среди них эпоксидные занимают особое место, благодаря ценному сочетанию технологических к эксплуатационных свойств. Тем не менее, в ряде случаев и они оказываются не всегда стойкими, например, к растворам минеральных кислот. Их, как правило, модифицируют, в частности, фурановыми соединениями, отверждаемые кислыми катализаторами. Получаемые на их основе густосетчатые полимеры отличаются высокой кислото- и теплостойкостью, бураны хорошо совместимы с эпоксидными смолами, однако, при отверждении эпок-сидно-фурановых композиций, как правило, фурановый компонент играет роль пластификатора эпоксидного полимера. В связи с этим задача сочетания максимальных свойств эпоксидных и фура-новых компонентов в одном материале остается до сих пор нерешенной. Между тем такие материалы могли бы быть получены набуханием предварительно сформированной эпоксидной сетки в фу-рановом одигомере (или мономере) с последующим его отверждением во втору» густую сетку с образованием структуры градиентных взаимопроникающих сеток (ВПС). При этом, в первую очередь, модифицируются свойства поверхности, что зачастую, является главной задачей, так как важнейшим фактором работоспособности прежде всего выступает комплекс поверхностных свойств: твердость, непроницаемость, износостойкость и т.д. Ранее попыток проведения работ в этом направлении не осуществлялось.
В связи с этим, целью работы явилось исследование возможности и особенностей получения градиентных ВПС на основе эпоксидных полимеров путем их поверхностной диффузионной пропитки фурыювими соединениями для повышения эксплуатационно-технических свойств защитных покрытий. Решались следующие задачи:
- изучить особенности диффузии и сорбции фурановых соеди-
нений в эпоксидных полимерах с разной топологией сетки?
исследовать структуру и свойства градиентных лояняерзд при различных технологических параметрах кодификации;
изучить свойства градиентных покрытии на основа эпоксидных лолииеров при их поверхностной модификации фуранозами соединениями;
выдать рекомендации к практическому использование этд-го метода модификации в защитных покрытиях'.
Работа выполнена в рамках межвузовской программы "Строїв тельство" по теме "Разработка структурных основ физико-хгалк-ческой модификации полимерных связующих и методов интенсіфі-кации технологии изготовления на их основе композиционных материалов и защитных покрытий" /1991+93 гг. приказ ГКНШ f? 252 от 27.03.91 г./.
Научная новизна. Впервые осуществлена поверхностная диффузионная модификация эпоксидных полимеров фурановыми олкго-мерами. Установлены её основные закономерности.
Получены кинетические кривые набухания эпоксидных полимеров в фурановых олигомерах в зависимости от структуры полимеров, геометрических размеров образцов, тешературно-вреыен-ных режимов процесса и вида катализатора. Установлена экстремальная зависимость степени набухания, глубины проникания диффузанта и изменения объема от соотношения опоксидная сгэла-отвердитель. Определены средние локальные концентрация олиго-мера в поверхностных слоях (о? 7 до 31% при степени набухания І+І0&). Обнаружен факт независимости степени набухания образцов полимера от толщины выше некоторого критического значения (~1,5 мм). Выявлен эффзкт усиления поверхностных слоев ЭП, выражающийся в повышении тзердости, непроницаемости и износостойкости при малом содержании модификатора (от 0,2 до 0,6$). Впервые обнаружено, что диффузионная модификация покрытий приводит к значительному снижению внутренних напряжений.
Практическая значимость работы состоит в разработке физико-химических основ метода поверхностного усиления эпоксидных материалов. Применение его в защитных покрытиях позволяет при очень малых содержаниях фуранового модификатора (до 0,9+1$)
значительно увеличить fix эксплуатационно-технические свойства* твердость, износостойкость, теплостойкость, а также соп* ротивлєнпз действию агрессивных сред. Одновременно достигается существенное снизение внутренних напряжений, важнейшего фактора долговечности покритий.
Предлсзен-о использовать градиентные покрытия для защита изделий и конструкций от действия сильных минеральных кислот (HgSO^, KCL и др.) без предварительного отверждения фураново-го модификатора. Даны практические рекомендации по оптимальным режимам диффузионной модификации.
Результаты исследов&ний использованы при изготовлении дом.стойких полов на заводе двигателей КамАЗі (г.Нзб.Челны).
Автор аздичает:
результаты исследования кинетики набухания эпоксидных полимеров различной топологической структуры фурановыми оли-гомерами;
результаты изучения структуры и свойств эпоксидных полимеров при их диффузионной поверхностной модификации фурановыми олигсмерами;
экспериментальные данные по разработке способов отверждения фураноБых олигомеров в поверхностных слоях образцов эпоксидных полимеров;
* способ и оптимальные параметры усиления эпоксидных покрытий путем их диффузионной модификации фурановыми соединениями.
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных копференциях: на Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов и изделий", г.Белгород, 1993 г.; на Всероссийском совещании "Физико-химические методы исследования структуры", г.Йошкар-Ола, 1994 г.; на IX Межотраслевой конференции "Опыт и перспективы применения композиционных материалов в машиностроении", г.Самара, 1994 ?.; на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения", г.Самара, 1995 г., а такие на отчетных научно-технических конференциях Крчанского инженерно-
«троителшого института U993-I995 гг.).
По результатам исследований опубликовано 5 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницей машинописного текста, включая 10 таблиц, 53 рисунка и состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 172 наименования, а также приложений.
