ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Модификация эпоксидных полимеров циклокарбонатами эпоксидированных растительных масел

  • Готлиб Елена Михайловна - Казанский национальный исследовательский технологический университет (КНИТУ)
  • Ань Нгуен - Казанский национальный исследовательский технологический университет (КНИТУ)
  • Соколова Алла Германовна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.12.1491-1498
Страницы: 1491-1498
Введение. Применение возобновляемого растительного сырья для получения нетоксичных компонентов полимерных материалов представляет большой практический интерес. Циклокарбонаты на основе эпоксидированного масла каучукового дереваявляются перспективной альтернативой ископаемому сырью. Циклокарбонатсодержащие соединения могут взаимодействовать с первичными аминами с последующим образованием гидроксильных и уретановых групп. Эта способность позволяет применять их в качестве эффективных модификаторов аминоотвержденных эпоксидных композиций на основе низкомолекулярных диановых олигомеров. Добавки циклокарбонатов улучшают ударные, адгезионные и прочностные характеристики эпоксидных материалов. Материалы и методы. Была использована эпоксидная диановая смола ЭД-20, для холодного отверждения как сшивающий агент применен аминоалкилфенол АФ-2, соответственно в качестве модификаторов использованы циклокарбонаты эпоксидированного соевого масла и каучукового дерева. Адгезионную прочность клеевого соединения определяли в соответствии с ГОСТ 28840-90, измерение износостойкости эпоксидных образцов производили с помощью вертикального оптиметра ИЗВ-1. Результаты. При применении двухстадийной технологии получения эпоксициклокарбонатных композиций наблюдается заметный рост адгезии к алюминию. Этот эффект увеличивается при повышении температуры на стадии смешения аминного отвердителя с циклокарбонатным модификатором. Процесс смешения компонентов эпоксидной композиции, а также ее дальнейшее применение в виде основы клеев и покрытий усложняет высокая вязкость циклокарбонатных модификаторов. В качестве модификаторов исследовались циклокарбонаты эпоксидированного соевого масла, характеризующиеся различной усредненной функциональностью. Применение в качестве модификатора эпоксидных материалов циклокарбонатов эпоксидированного соевого масла (ЦКЭСМ) ЦКЭСМ-75 более перспективно как по экономическим, так и по эксплуатационным и технологическим свойствам. ЦКЭСМ снижают коэффициент статистического трения эпоксидных материалов, одновременно повышая их износостойкость. Выводы. Использование циклокарбонатов эпоксидированных растительных масел на основе ежегодно возобновляемого растительного сырья, в частности, соевого и каучукового дерева, в качестве нетоксичных модификаторов эпоксидных полимеров представляет несомненный практический интерес. Их применение позволяет повысить износостойкость и адгезионные характеристики эпоксидных композиций, с одновременным улучшением их антифрикционных показателей.
  • циклокарбонаты эпоксидированных растительных масел;
  • каучуковое дерево;
  • аминные отвердители;
  • эпоксидные полимеры;
  • адгезионная прочность;
  • твердость;
  • коэффициент трения;
Литература
  1. Li F., Larock R.C. New soybean oil-styrene-divinylbenzene thermosetting copolymers. I. Synthesis and characterization // Journal Applied Polymer Science. 2001. Vol. 80. Issue 4. Pp. 658-670. DOI: 10.1002/1097-4628(20010425)80:4<658::aid-app1142>3.0.co;2-d
  2. Meier M.A.R., Metzger J.O., Schubert U.S. Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science // Chemical Society Reviews. 2007. Vol. 36. Issue 11. P. 1788. DOI: 10.1039/B703294C
  3. Ariyanti Sarwono, Zakaria Man, Azmi Bustam M. Blending of epoxidized palm oil with epoxy resin: the effect on morphology, thermal and mechanical properties // Journal of Polymers and the Environment. 2012. Vol. 20. Issue 2. Pp. 540-549. DOI: 10.1007/s10924-012-0418-5
  4. Abduh M.Y., Iqbal M., Picchioni F., Manurung R., Heeres H.J. Synthesis and properties of cross-linked polymers from epoxidized rubber seed oil and triethylenetetramine // Journal of Applied Polymer Science. 2015. Vol. 132. Issue 40. Pp. 1-12. DOI: 10.1002/app.42591
  5. Фиговский О.Л., Шаповалов Л., Бирюкова О., Лейкин А. Модификация эпоксидных адгезивов гидроксиуретановыми компонентами на основе возобновляемого сырья // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. Вып. 12. С. 2-5.
  6. Sharma V., Kundu P.P. Addition polymers from natural oils - A review // Progress in Polymer Science. 2006. Vol. 31. Issue 11. Pp. 983-1008. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2006.09.003
  7. Güner F.S., Yağcı Y., Erciyes A.T. Polymers from triglyceride oils // Progress in Polymer Science. 2006. Vol. 31. Issue 7. Pp. 633-670. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2006.07.001
  8. Милославский Д.Г., Готлиб Е.М., Ахмедьянова Р.А., Лиакумович А.Г., Пашин Д.М. О карбонизации эпоксидированных растительных масел и исследовании свойств получаемых циклокарбонатов // Известия высших учебных заведений. Сер. : Химия и химическая технология. 2014. Т. 57. Вып. 7. С. 3-10. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21875924
  9. Liu Z.S., Sharma B.K., Erhan S.Z. From oligomers to molecular giants of soybean oil in supercritical carbon dioxide medium: 1. Preparation of polymers with lower molecular weight from soybean oil // Biomacromolecules. 2007. Vol. 8. Issue 1. Pp. 233-239. DOI: 10.1021/bm060496y
  10. Zhu J., Chandrashekhara K., Flanigan V., Kapila S. Curing and mechanical characterization of a soy-based epoxy resin system // Journal of Applied Polymer Science. 2004. Vol. 91. Issue 6. Pp. 3513-3518. DOI: 10.1002/app.13571
  11. North M., Pasquale R., Young C. Synthesis of cyclic carbonates from epoxides and CO2 // ChemInform. 2010. Vol. 42. Issue 1. DOI: 10.1002/chin.201101230
  12. Кадурина Т.И., Омельченко С.И., Строганов В.Ф. Эпоксиполиуретановые системы. М. : НИИТЭХИМ, 1982. 28 с.
  13. Михеев В.В. Неизоцианатные полиуретаны. Казань : КНИТУ, 2011. 292 с.
  14. Милославский Д.Г., Лиакумович А.Г., Ахмедьянова Р.А., Буркин К.Е., Готлиб Е.М. Циклокарбонаты на основе эпоксидированных растительных масел // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 9. С. 138-141. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tsiklokarbonaty-na-osnove-epoksidirovannyh-rastitelnyh-masel
  15. Готлиб Е.М., Черезова Е.Н., Ильичева Е.С., Медведева К.А. Эпоксидные сополимеры. Отверждение, модификация, применение в качестве клеев. Казань : КНИТУ, 2014. 116 с.
  16. Aigbodion A.I., Pillai C.K.S. Preparation, analysis and applications of rubber seed oil and its derivatives in surface coatings // Progress in Organic Coatings. 2000. Vol. 38. Issue 3-4. Pp. 187-192.10.1016/s0300-9440(00)00086-2
  17. Chua S.-C., Xu X., Guo Z. Emerging sustainable technology for epoxidation directed toward plant oil-based plasticizers // Process Biochemistry. 2012. Vol. 47. Issue 10. Pp. 1439-1451. DOI: 10.1016/j.procbio.2012.05.025
  18. Tayde S., Patnaik M., Bhagt S.L., Renge V.C. Epoxidation of vegetable oils: a review // IJAET. 2011. Vol. 2. Issue 4. Pp. 491-501.
  19. Meyer P.-P., Techaphattana N., Manundawee S., Sangkeaw S., Junlakan W., Tongurai C. Epoxidation of soybean oil and jatropha oil // Thammasat International Journal of Science Technology. Special edition. 2008. Vol. 13. Pp. 1-5.
  20. Burgel T., Fedtke M. Reactions of cyclic carbonates with amines: Model studies for curing process // Polymer Bulletin. 1991. Vol. 27. Issue 2. Pp. 171-177. DOI: 10.1007/bf00296027
СКАЧАТЬ (RUS)