Композиційні матеріали на основі феноло-формальдегідних смол з покращеними адгезійними властивостями

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробленню реакційноздатних композицій на основі феноло-формальдегідних смол, модифікованих полівінілпіролідоном (ПВП) і епоксидіановою смолою ЕД-20, для клейових та пресових матеріалів. Досліджені фізико-хімічні закономірності процесу затвердження феноло-формальдегідних смол епоксидною смолою в присутності ПВП. Показано, що, завдяки наявності в своїй структурі полярних карбаматних груп, ПВП бере участь у формуванні просторової сітки в процесі затвердження епокси-новолакових композицій. Розкритий механізм взаємодії між компонентами. Вивчено вплив концентрації компонентів композиції та умов затвердження на фізико-механічні, теплофізичні, адгезійні, електроізоляційні та антикорозійні властивості композитів. Показано перспективність наповнення таких композицій з метою одержання, поряд з клеями, захисними покриттями та замазками, компаундів різноманітного призначення з високими міцнісними характеристиками і прес-матеріалів. Досліджено технологічні властивості одержаних композицій. Встановлено закономірності зміни їх реологічних властивостей. Показано, що внаслідок утворення тиксотропних структур, які швидко відновлюються, епокси-новолакові композиції з додатками ПВП можна використовувати для одержання покрить на вертикальних поверхнях. Оптимізовано рецептуру феноло-формальдегідних композицій модифікованих ПВП та епоксидною смолою і подано рекомендації щодо створення клейової мастики з підвищеними адгезійними властивостями та високореакційних, малотоксичних прес-матеріалів. Диссертационная работа посвящена разработке реакционноспособных композиции на основе феноло-формальдегидных смол, модифицированных поливинилпирролидоном (ПВП) и эпоксидной смолой ЭД-20, для клеевых и прессовых материалов. Исследованы физико-химические закономерности процесса отверждения феноло-формальдегидных смол эпоксидной смолой в присутствии ПВП. Показано, что, благодаря наличию в своей структуре полярных карбонильных групп, ПВП принимает участие в формировании пространственной сетки в процессе отверждения эпокси-новолачных композиций. Раскрыт механизм взаимодействия между компонентами. Изучено влияние концентрации компонентов композиции и условий отверждения на физико-механические, теплофизические, адгезионные, электроизоляционные и антикоррозионные свойства композитов. Установлено, что введение эпоксидной смолы в количестве 25-50 % мас., поливинилпирролидона в количестве 0,5-1 % мас. в феноло-формальдегидные смолы новолачного типа повышает прочностные и адгезионные свойства, улучшает пластичность композитов на их основе. За счет протекания физико-химических взаимодействий между компонентами композиции, что сопровождается повышением степени сшивки, увеличивается теплостойкость и термостойкость разработанных композиций. Модифицированные поливинилпирролидоном и эпоксидной смолой феноло-формальдегидные композиции характеризуются высокими электроизоляционными свойствами и низкой водопоглощаемостью. Показана перспективность наполнения таких композиций с целью получения, наряду с клеями, защитными покрытиями и замазками, компаундов различного назначения с высокими прочностными характеристиками и прессовых материалов. Установлено, что свойства полученных материалов зависят не только от природы и концентрации исходных веществ, но и от режимов отверждения и гранулометрического состава наполнителей. Исследованы технологические свойства полученных композиций. Установлены закономерности изменения их реологических свойств. Показано, что за счет образования тиксотропных быстровосстанавливающихся структур эпоксиноволачные композиции с добавлением ПВП можно использовать для получения покрытий на вертикальных поверхностях. Введение ПВП в эпоксиноволачные композиции не влияет на их жизнеспособность и приводит к уменьшению усадки. Оптимизировано рецептуру феноло-формальдегидных композиций модифицированных ПВП и эпоксидной смолой и даны рекомендации к созданию клеевой мастики с повышенными адгезионными свойствами и высокореакционных, малотоксичных прессовых материалов. Клеевая мастика на основе модифицированной ФФС и мраморной крошки за адгезионной способностью, прочностью, теплостойкостью и электроизоляционными свойствами преобладает известные промышленные клеевые мастики для цоколевания электрических ламп, и может быть рекомендованной для использования в производстве электрических лампочек на ОАО "Искра", г. Львов. The reactive compositions on the basis of phenol-formaldehyde resins modified by polyvinylpirrolidone (PVP) and epoxydianic resin (ED-20) for adhesive and molding materials are developed in dissertation work. The physico-chemical regularities of phenol-formaldehyde resins hardening by epoxy resin at the presence of PVP are investigated. It is shown that thanks to presence in it’s structure polar carbonate groups PVP takes part in space network formation during epoxy-novolacs hardening. The mechanism of interaction between components become known. It was studied the composition components concentration and hardening conditions effect the physico-mechanical, thermophysical, adhesive, insulating and anticorrosive properties of composites. The perspective of such compositions filling for obtaining of adhesives, protective covers and compounds for different application with high strength characteristics and molding materials as well is shown. The technological characteristics of obtained compositions are investigated and regularities of their rheological properties change are determined as well. It is shown that through fast reducing thixotropic structures formation epoxy novolacs with PVP additives can be used for covers on vertical surfaces producing. It is optimized the formula of phenol-formaldehyde compositions modified by PVP and epoxy resin and recommendations concerning formation of adhesive mastic with improved adhesive properties and high-reactive, low-toxic molding materials are represented as well.