• Отвердители холодного отверждения эпоксидных смол
• Триэтилентетрамин (ТЭТА).
• Полиэтиленполиамин (ПЭПА).
• Отвердители эпоксидных смол горячего типа
• Горячее отверждение эпоксидных смол с мол.массой менее 1000
• Применение ангидридов дикарбоновых кислот для отверждения эпоксидных смол
• Отверждение смол с мол.массой более 1000

Для отверждения эпоксидных смол применяются соединения двух типов:

• Отвердители горячего типа: для протекания реакции отверждения требуется повышенная температура 100-200°С.
• Отвердители холодного типа (аминные): отверждение происходит при нормальной температуре или небольшом нагреве (70-80 °С).

Отвердители холодного отверждения эпоксидных смол

К этому типу относятся различные амины (полиэтиленполиамин, триэтилентетрамин, гексаметилендиамин, метафенилендиамин).

Аминные отвердители эпоксидных смол реагируют с раскрытием эпоксигруппы и образованием гидроксила, а затем образуют более сложные пространственные полимеры. Реакция с эпоксидной смолой протекает довольно активно, поэтому добавление отвердителя должно производиться незадолго до употребления смолы.

Чем больше в смоле эпоксидных групп, тем больше образуется полимерных связей, которые будут создавать пластичный полимер.

Триэтилентетрамин (ТЭТА).

Структурная формула триэтилентетрамина (ТЭТА).

Триэтилентетрамин (ТЭТА) – представляет собой прозрачную низковязкую жидкость, достаточно едкую, с резким запахом. Согласно сертификатам анализа, массовая доля собственно ТЭТА в продукте составляет не менее 96%.

Масса триэтилентетрамина для отверждения 100 граммов эпоксидной смолы ЭД-20 (21% эпоксидных групп) следует выбирать в интервале от 9 до 11 граммов. Рекомендуемый режим отверждения композиции, имеющей в своем составе 100 грамм ЭД-20 и 10 граммов ТЭТА:

• обычно: 24 часа при температуре 20-25°C
• для улучшения физико-механических свойств: 24 часа при температуре 20-25°C и дополнительно 5 часов при температоуре 80°C

При использовании ТЭТА очень важно точно соблюдать технологию. Доотверждение как правило происходит только при повышенных температурах, при комнатной температуре поверхность изделия часто остается липкой. Но в случае успешного отверждения с использованием ТЭТА, изделие будет обладать бОльшей механической прочностью, однородностью свойств, прозрачностью, химической чистотой, чем при использовании ПЭПА.

Полиэтиленполиамин (ПЭПА).

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) выглядит также как триэтилентетрамин (ТЭТА), но у полиэтиленполиамина амидных групп больше:

Масса полиэтиленполиамина для отверждения 100 граммов эпоксидной смолы ЭД-20 (21% эпоксидных групп) следует выбирать в интервале от 10 до 15,75 граммов (оптимально 13,7 грамм). Рекомендуемый режим отверждения композиции, имеющей в своем составе 100 массовых частей ЭД-20 и 10 частей ПЭПА:

• обычно: 24 часа при температуре 20-25°C
• для улучшения физико-механических свойств: 24 часа при температуре 20-25°C и дополнительно 5 часов при температоуре 80°C

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) проще в работе, он хорошо работает при комнатных температурах.

С применением ПЭПА нельзя получить прозрачное изделие.

Согласно ТУ, получаемый в промышленности, полиэтиленполиамин содержит 65-75% процентов кубового остатка (примеси), который остается в готовом изделии. Поэтому не рекомендуется использовать ПЭПА в случае, если готовое изделие предназначается для бытового использования, контактирования с пищей или водой.

Отвердители эпоксидных смол горячего типа

Реакция проходит с раскрытием эпоксигруппы и образованием сначала гидроксильной группы, а затем эфирной группы, то есть происходит процесс этерификации смолы и образования трехмерного полимера.

Горячее отверждение эпоксидных смол с мол.массой менее 1000

Для горячего отверждения эпоксидных смол (молекулярная масса менее 1000) применяют обычно ароматические ди- и полиамины (м-фенилендиамин, 4,4-диаминодифенилметан, продукты конденсации анилина с формальдегидом, эвтептической смеси ароматических полиаминов).

Процесс проводится при температуре 100—180 °С в течение 16—4 ч; массовое соотношение эпоксидная смола : амин составляет обычно 100 : (15-50).

Продукты отличаются тепло- и химстойкостью, повышенной механической прочностью.

Применяется: в составе связующих для армированных пластиков и пресспорошков.

Применение ангидридов дикарбоновых кислот для отверждения эпоксидных смол

Для горячего отверждения эпоксидных смол применяют ангидриды дикарбоновых кислот, например фталевый, метилтетрагидрофталевый, гексагидрофталевый, малеиновый, эндометилентетрагидровталевый, метилендиковый.

В реакции ангидридов дикарбоновых кислот с эпоксидной смолой первой стадией является раскрытие ангидридного кольца с образованием карбоксильной группы и моноэфира. Далее происходит взаимодействие образовавшегося моноэфира с эпоксидной группой и последовательное увеличение цепи.

Процесс протекает при температуре 120—180°С в течение 24—12 ч. обычно в присутствии 0,1-2% катализатора отверждения, например диметилбензиламина, триэталонамина, диметиланилина или 2,4,6-трис (диметиламинометил) фенола.

Соотношение ангидридных и эпоксидных групп близко к 1 при наличии катализатора и составляет около 0,8 , если он отсутствует. Обычно же ангидрид берут в количестве 50—100% от массы смолы.

Продукты имеют хорошие диэлектрические свойства, термо- и влагостойкость.

Процесс с ангидридными отвердителями применяют в основном для получения электроизоляционных компаундов и как связующие для армированных пластиков.

Отверждение смол с мол.массой более 1000

Для горячего отверждения эпоксидных смол (молекулярная масса больше 1000) применяют синтетические смолы — феноло-формальдегидные (резольные и новолачные), мочевино- и меламино-формальдегидные в количестве обычно 25-75% от массы эпоксидной смолы; температура отверждения 150-210°С, прoдолжнтельность от 12 ч до 10 мин.

Используется в составе ЛКМ, клеев и т.п.

Для этих же назначений в качестве отвердителей эпоксидных смол применяют мономерные и олигомерные изоцианаты, содержащие не менее двух изоцианатных групп в молекуле, элементоорганические мономеры и олигомеры, содержащие алкокси группы (например, тетраэтоксисилан, полибутилтитанат).