Постановка и проведение экспериментов.

Для обработки данных об экзотермических характеристиках композиций, полученных на основе полиэфирной смолы жесткого типа, а также данных об отвержденных продуктах был применен метод статистического анализа. Первый этап работы заключался в исследовании отверждающих добавок четырех типов, вводимых в различных количествах. Количество ингибирующих и других добавок выбирали так, чтобы получить наиболее интересные для практического применения результаты. Для уменьшения погрешности за окончательный результат принимали среднее значение из пяти опытов.

В полиэфирную смолу жесткого типа, содержащую смесь стирола и а-метилстирола (общее содержание мономеров 37%), вводили в различных количествах ингибитор — 4-грег-бутилкатехин. Затем последовательно добавляли соединение четвертичного аммония, ускоритель и инициатор *, отмеряя необходимые количества по объему и тщательно перемешивая раствор после введения каждого компонента. Смесь, содержащую перечисленные выше добавки, перемешивали еще две минуты и 100 г ее отбирали для определения экзотермических характеристик. Из оставшейся смолы получали образцы для физико-механических испытаний.

Для определения экзотермических характеристик отверждения навеску смолы, равную 100 г, помещали в пробирку диаметром 38 и высотой 200 мм. В центр пробирки вводили медно-константановую термопару толщиной 3,2 мм. Затем ее погружали, в масляную баню, нагретую до температуры 82,2±0,1°С, так, чтобы уровень смолы был ниже уровня масла. Изменение температуры массы смолы во времени фиксировали с помощью регистрирующего прибора (Minneapolis Honeywell Recorder).

Обсуждение результатов.

В табл. 25 приведены результаты испытаний 108 различных композиций. Из анализа этих данных следует, что концентрации ингибитора А, замедлителя В и четвертичного аммониевого соединения С существенно влияют на экзотермические характеристики; влияние же ускорителя D незначительно.

При отверждении полиэфирных смол эластичного типа экзотермические характеристики в исследованном интервале концентраций зависят от величины D.

Статистическим анализом результатов заводских экспериментов показано, что при изменении количества добавок в большинстве случаев наблюдаются значительные различия физико-механических свойств отвержденных полиэфирных смол. Так, концентрация ингибитора влияет на величины твердости * и прочности при растяжении и изгибе, а концентрация замедлителя, кроме того, на величину модуля упругости. Прочность и модуль упругости отвержденных смол зависят от содержания четвертичного аммониевого соединения в композиции, а концентрация ускорителя оказывает влияние лишь на величину прочности при изгибе (табл. 26).

Влияние концентрации различных добавок на время гелеобразования и температуру саморазогрева полиэфирной смолы

Примечание. В числителе приведено значение максимальной температуры саморазогрева (°С), в знаменателе — время гелеобразования (мин).

ТАБЛИЦА 26.

Зависимость экзотермических характеристик смол и механических свойств отвержденных продуктов от содержания ингибитора, замедлителя и ускорителей

Данные, приведенные в скобках в табл. 26, существенно не различаются. Результаты представляют собой среднюю величину из значений, полученных при постоянной концентрации одной из добавок и варьируемых концентрациях других компонентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Наряду с многочисленными соединениями, относящимися к четырем описанным выше группам, имеются другие добавки, пригодные для регулирования процесса отверждения полиэфирных смол и свойств отвержденных продуктов.

Необходимо отметить, что данные табл. 26 относятся лишь к конкретной смоле жесткого типа, а следующие из них выводы не могут быть распространены на другие полиэфирные смолы.

Так, количество ускорителя, вводимого в композицию, не влияет на свойства отвержденных смол жесткого типа, но оказывает значительное влияние на свойства смол повышенной эластичности.

Специалистам по переработке полиэфирных смол особенно важно знать, как зависят ход отверждения и свойства конечных продуктов от состава и количества различных добавок. Это дает возможность регулировать процесс и получать сополимеры с оптимальными свойствами.