АКРИЛОВЫЕ МОНОМЕРЫ

АКРИЛОВЫЕ МОНОМЕРЫ

Метилметакрилат.
Метилметакрилат (ММА) относительно плохо сопо-лимеризуется с полиэфирами, и отвержденные продукты, полученные при использовании только этого мономера, отличаются малой прочностью.
Однако в том случае, когда ММА применяется в сочетании со стиролом, отвержденные полиэфирные смолы характеризуются повышенной жесткостью и светостойкостью, а стеклопластики на их основе — высокой стойкостью поверхностного слоя. Это обусловливается особенностью сополимеризации стирола и ММА.
Было установлено, что радикалы стирола реагируют с молекулами стирола в два раза медленнее, чем с молекулами метилметакрилата; аналогично скорость взаимодействия радикалов ММА с молекулами ММА в два раза меньше, чем со стиролом.
Смит и Лоури показали, что основным преимуществом, которое достигается при использовании ММА в составе полиэфирных смол, является повышение погодостойкости стеклопластиков на их основе. Авторы изготовили ряд панелей на основе полиэфирных смол, представляющих собой растворы полиэфиров одного и того же состава в смесях стирола и ММА.
Результаты испытания этих панелей после пяти лет старения в естественных условиях приведены в табл. ПО.
Погодостойкость стеклопластиков на основе полиэфирных смол различного состава
Состав связующего, вес. %
Сохранение блеска
(
%
полиэфир
метилмет-.
акрилат
стирол
75
25
5,2
75
_
25
48,0
60
20
20
83,5
60
10
30
56,5
60
40
11,8
Как следует из экспериментальных данных, панели из стеклопластиков со связующим на основе полиэфирной смолы, содержащей в качестве мономера-растворителя только ММА, плохо сохраняют блеск и цвет, обладают малой стойкостью к действию эрозии и имеют низкую светопропускаемость. Несколько лучшие показатели получены в случае применения полиэфирной смолы, содержащей только стирол. При увеличении содержания ММА в смеси со стиролом до 20% (суммарное количество мономеров в смоле — 40%) погодостойкость материала значительно улучшается.
Эта рецептура является оптимальной; при любом отклонении от приведенного соотношения компонентов наблюдалось ухудшение погодостойкости материала панелей.
Другим преимуществом полиэфирных смол, содержащих ММА, является их низкая вязкость, что благоприятно сказывается на скорости пропитки волокна. Скорость пропитки волокна, как было установлено, пропорциональна вязкости системы. Недостатки ММА — пониженная (по сравнению со стиролом) температура кипения и повышенная стоимость. Поскольку ММА имеет низкий показатель преломления, его используют в сочетании с полиэфирами в тех случаях, когда необходимо, чтобы отвержденная смола и стекловолокно имели одинаковый показатель преломления. Кроме того, ММА предпочитают применять тогда, .когда при обработке отвержденных продуктов возникают локальные перегревы или когда предусматривается выдержка изделий при повышенных температурах, так как смолы, содержащие только стирол в качестве мономера, имеют в отвержденном состоянии неприятный запах. Продукты, которые содержат ММА, лишены этого недостатка.
Следует также упомянуть о том, что полиэфирные смолы, в состав которых входит ММА, отличаются повышенной усадкой при отверждении по сравнению со стиролсодержащими смолами. Это явление объясняется большой усадкой ММА.
Во многих случаях необходимо учитыватьдавление паров мономеров, входящих в состав полиэфирных композиций. Данные о давлении паров различных акрилатов при разных температурах приведены в табл. 111.
ТАБЛИЦА 111.
Давление паров акрилатов при различных температурах
Темпера.
тура
Давление паров, мм рт. ст.
метил.
акрилат
этил-.
акрилат
бутил-.
акрилат
2-этилгек-.
силакрилат
м&тил-.
метакрилат
0
23,4
8,7
8,5
10
40,5
16,5
2,1
_
16,0
20
68,2
29,5
4,0
29,0
40
170
82
12,8
_
81
60
372
190
34
1,9
189
80
400
81,5
5,6
397
100
173
14,8
_
120
342
34,7
_
200
492
Метилакрилат.
В литературе описаны полиэфирные смолы, содержащие метилакрилат. Образцы панелей из стеклопластиков на основе этих смол подвергали испытаниям в условиях ускоренного старения — в федеометре и везе-рометре. При этом было установлено, что частичная или полная замена стирола метилакрилатом повышает стабильность окраски материала и стойкость поверхностного слоя к эрозии волокна и способствует сохран&нию блеска.
Метилакрилат, так же, как и ММА, имеет пониженный показатель преломления, в связи с чем этот мономер применяют в составе связующих при получении листовых стеклопластиков повышенной светопроницаемости. Показатели преломления отливок из смол с различным количеством метилакрилата приведены в табл. 111.
Было найдено, что некоторые показатели физико-механических свойств армированных пластиков со связующим на основе метилакрилата, например сопротивление расслаиванию, повышаются соответственно на- 30% по сравнению с показателями для пластиков на основе стиролсодержащих смол. Предел прочности при изгибе стеклопластиков тем выше, чем больше стирола в составе связующего заменено метилакрилатом (табл. 112).
ТАБЛИЦА 112.
Влияние содержания метилакрилата в связующем на прочность при изгибе стеклопластиков
Тип.
смолы.
1
Содержание мономе ров, вес. %
Толщина.
образцов.
мм
Предел прочности при изгибе кГ/см
Модуль упругости при изгибе-10, кГ/см
стирол
метил.
акрилат
А
20
0
3,17
1610
А
15
5
2,79
1725
— .
А
10
10
2,92
2120
А
5
15
2,70
2125
А
0
20
3,10
2000
В
20
0
2,82
1410
6,83
В
10
10
2)97
1910
8,75
Вязкость метилакрилата при комнатной температуре 0,5 спз. При добавлении его к стиролсодержащим смолам вязкость этих систем понижается (табл. 113).
Плотность метилакрилата — 0,96 г/см при 25° С. Если его добавляют к системе полиэфир—стирол, то плотность смеси увеличивается, как показано на рис- 37.
Метилакрилат представляет интерес как компонент связующих, применяемых при изготовлении панелей из армированных пластиков. Как показали испытания, такие составы имеют повышенную светостойкость. Отливки из полиэфирных смол с различным содержанием сти-.
Вязкость систем полиэфир — метилакрилат — стирол
Темпе.
ратура,.
°С
Состав, вес. %
Вяз.
кость.
СПЗ
Темпе.
ратура,.
“С
Состав, вес. %
Вяз.
кость.
СПЗ
поли.
эфир
метил.
акри.
лат
стирол
поли.
эфир
метил.
акри.
лат
стирол
77
90
10
530
85
80
5
15
170
77
85
15
265
70
80
10
, 10
250
77
80
20
135
77
80
10
10
165
77
80
15
5
355
85
80
10
10
150
77
80
20
220
70
80
15
5
250
70
80
5
15
250
77
80
15
5
150
77
80
5
15
180
85
80
15
5
130
рола и метилакрилата (общее количество мономеров — 20%) выдерживали в.течение 1000 ч в федеометре, после чего определяли светопроницаемость. Результаты испытания двух смол приводятся на рис. 38.
Рис. 37. Зависимость плотности растворов полиэфира в смеси стирола с метилак-рилатом от содержания мономеров в растворе.
Из этих данных следует, что коэффициент пропускания в видимой части спектра до и после выдержки образцов в федеометре, для смол, содержащих метилакрилат, выше.
Из полиэфирного связующего, в состав которого входят стирол и метилакрилат, и стек-ломата на основе рубленого жгута были изготовлены стеклопластики, которые по стойкости к эрозии и выцветанию явно превосходили стеклопластики со связующим без метилакрилата. Кроме того, материал характеризовался повышенным сопротивлением расслаиванию.
В табл. 114 приводятся данные о прочности волнистых листов из стеклопластика.
Влияние содержания метилакрилата в полиэфирном связующем на сопротивление расслаиванию волнистых листов из стеклопластика
Содержание мономеров, %
Нагрузка кГ/м
Сопротивление.
расслаиванию.
кГ!см
стирол
метилакрилат
10
10
2,4
6,72
10
10
2,26
5,46
20
0
2,4
4,93
20
0
2,3
4,76
Рис. 38. Светопропускание. образцов отвержденных смол до и после выдержки в федеометре в течение 1000 ч:.
а — смола, не содержащая метилакрилата; б — смола, содержащая метилакрилат.
Акриламид.
Акриламид — кристаллический белый порошок, растворимый во многих растворителях, в том числе в воде. Этот мономер легко смешивается с инициаторами и порошкообразными ненасыщенными полиэфирами. При нагревании при низком давлении он сополимеризуется с полиэфиром, образуя малоокрашенные продукты. Полиэфирные смолы, содержащие акриламид, рекомендуется применять в виде растворов в органических растворителях для пропитки стеклянных или других ни-тёй, лент и волокон с последующей сушкой и прессованием. Недавно в патентной литературе были описаны пресспорошки подобного типа.
н-Трег-бутилакриламид.
н-Грег-бутилакриламид также представляет собой белый порошок (нерастворимый в воде),который может быть использован аналогично акриламиду. Однако это соединение имеет высокую температуру плавления, и поэтому необходимо тщательно подбирать инициаторы, которые не разлагаются при температурах ниже температуры плавления мономера. Продукты сополимеризации полиэфиров с н-грег-бутилакриламидом характеризуются высокой стойкостью к действию минеральных кислот и растворителей, но недостаточно стойки к щелочным растворам.
Акрилонитрил.
Сообщалось, что акрилонитрил сополимеризуется с ненасыщенными полиэфирами. Однако в связи с тем, что он склонен к гомополимеризации в присутствии перекисей, отвержденные полиэфирные смолы данного состава непрозрачны. Поэтому акрилонитрил не имеет технического значения как мономер, пригодный для применения в сочетании с полиэфирами, хотя при его сополимеризации со стиролом образуются продукты с хорошими механическими свойствами.
Гексагидро-1,3,5-триакрилотриазин.
Этот мономер применялся для повышения поверхностной твердости отвержденных полиэфирных смол и для получения отливок с нелипкой поверхностью,