*113074*

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ

ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРРАСТВОРОВ

К. т. н. Воскресенский А.В., к.т.н. Разживин В.М., Крылова О.Е.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства,

Россия

Для изготовления химически стойких полов, защиты строительных конст­рукций и технологического оборудования от коррозии в настоящее время ис­пользуются полимерные материалы на основе эпоксидных смол - полимеррастворы и полимербетоны.

В зависимости от условий эксплуатации эти материалы могут находиться под воздействием растягивающей или сжимающей нагрузки. В этом случае изме­няется характер взаимодействия полимерного связующего со средой, скорость разрушения резко возрастает по сравнению с ненагруженным материалом.

Средопоглощение эпоксидных композиционных материалов в напряжен­ном состоянии можно снизить путем модификации эпоксидного связующего поверхностно-активными веществами (ПАВ).

В данной работе изучено влияние добавок высших жирных кислот (ВЖК) на водопоглощение эпоксидных полимеррастворов в напряженном состоянии.

В качестве связующего использовали эпоксидную смолу ЭД-20, которую отверждали диэтилентриамином.

Наполнитель - кварцевый песок и связующее брали в соотношении 5:1 по массе.

В качестве добавок применялись следующие ВЖК: стеариновая, пальмити­новая, олеиновая, линоленовая кислоты. Модификаторы вводились в полимерную композицию в количестве ОД; 0,25; 0,5; 3,0% от массы эпоксидной смолы.

Полимерраствор готовился следующим образом. В эпоксидную смолу, нагретую до 70°С, при постоянном перемешивании последовательно вводили добавку ВЖК, кварцевый песок, нагретый также до 70 °С, отвердитель - диэтилентриамин.

Общее время приготовления полимеррастворной смеси 3-6 минут.

После получения однородной массы полимеррастворную смесь уклады­вали в формы.

Отверждение полимерраствора осуществляли при комнатной температуре в течение 30 суток.

Отвержденные образцы подвергали воздействию сжимающей нагрузки, равной 30% от разрушающей, и погружали в воду.

Как показывают проведенные исследования, все использованные ВЖК существенно снижают водопоглощение полимеррастворов в напряженном со­стоянии. Причем, наиболее эффективно снижают водопоглощение эпоксидных полимеррастворов пальмитиновая и олеиновая кислоты.

Данный процесс можно объяснить следующим образом. Способность ком­позита в напряженном состоянии противостоять воздействию агрессивных сред в значительной мере определяется силами взаимодействия эпоксидного связующего с наполнителем и внутренними напряжениями, возникающими при отверждении полимерной композиции. Наличие водной пленки на поверхности кварцевого пес­ка способствует ослаблению взаимодействия на границе «полимер-наполнитель» и создает благоприятные условия для диффузии воды в композит.

Добавки ВЖК гидрофобизуют поверхность наполнителя - кварцевого песка, вследствие чего поверхность частиц наполнителя лучше смачивается эпоксидной смолой, увеличиваются силы сцепления между полимерной матри­цей и наполнителем

Молекулы ВЖК, адсорбируясь на поверхности кварцевого песка, при оп­тимальной концентрации образуют ориентированный монослой, углеводород­ные радикалы которого обращены в сторону эпоксидного связующего. При этом часть полярных групп связующего блокируется, что приводит к созданию структурных элементов с регулярным чередованием активных и пассивных участков по отношению к поверхности наполнителя. Благодаря этому на грани­це «полимер - наполнитель» в эпоксидной матрице возникают ориентирован­ные напряженные слои, что приводит к снижению внутренних напряжений в полимеррастворах.

В результате модификации эпоксидной смолы ВЖК увеличивается адге­зия эпоксидного связующего к поверхности кварцевого наполнителя, снижают­ся внутренние напряжения, поверхность частиц наполнителя гидрофобизуется, что затрудняет перенос воды в полимеррастворную композицию. Поэтому по- лимеррастворы с добавками ВЖК более водостойки, чем без добавок.

Таким образом, применение высших жирных кислот в качестве модифи­цирующих добавок приводит к существенному улучшению эксплуатационных свойств эпоксидных полимеррастворов, работающих под нагрузкой.

Регулируя концентрацию модифицирующих добавок, можно получать эпоксидные полимеррастворы с заданными свойствами.