Kompozycje epoksydowe z krzemionką sieciowane imidazolami

• Autorzy: Pilawka R. , Jesionowski T. , Gorący K.

Warianty tytułu

EN

Epoxy compositions with silica hardened with imidazoles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano napełnione materiały epoksydowe, których podstawowym składnikiem była żywica Epidian 6, produkt Zakładów Chemicznych Organika-Sarzyna. Kompozycje sieciowano utwardzaczem należącym do grupy imidazoli. Jako (nano)napełniacze zastosowano krzemionki: otrzymaną w reakcji strącania z roztworów krzemianu sodu i soli amonu (SiO2) oraz modyfikowaną 3 cz. wag. 3-glicydoksypropylotrimetoksysilanu (SiO2-EP). Do kompozytów wprowadzano 1,0; 2,5; 5,0 lub 7,5 g wymienionych wcześniej napełniaczy i 1 cz. wag. środka sieciującego w postaci 1-etyloimidazolu (1EI) lub 1-butyloimidazolu (1BI). Homogenizacja nanonapełniacza została przeprowadzona z użyciem mieszadła wysokoobrotowego w ciągu 2 godzin w temp. 70°C. Określono wymiary cząstek napełniacza (krzemionki strącanej), lepkość kompozycji z napełniaczami w temperaturze pokojowej oraz wykonano badania opisujące proces sieciowania z użyciem mikrokalorymetrii skaningowej DSC. Średni rozkład rozmiaru krzemionki mieści się w zakresie średniej wielkości ziarna od 350 do 840 nm w przypadku krzemionki niemodyfikowanej oraz 450 do 950 nm dla nanonapełniacza modyfikowanego epoksysilanem. Wprowadzenie napełniacza powoduje wzrost lepkości kompozycji od 12,74 Pa·s dla czystej żywicy do zakresu od 14,30 do 15,40 Pa·s dla materiału epoksydowego z krzemionką niemodyfikowaną oraz do przedziału od 14,50 (kompozycja zawierająca 1 cz. wag. dodatku) do 15,80 Pa·s (mieszanina z dodatkiem 7,5 cz. wag. napełniacza), wartości efektu energetycznego procesu sieciowania mieszczą się w zakresie od ok. 490 do 590 J/g dla 1-etyloimidazolu oraz od 281,6 do 516,0 J/g w przypadku materiałów sieciowanych 1-butyloimidazolem.

EN

Epoxy materials hardened with 1-ethylimidazole (1EI) or 1-butylimidazole (1BI) with (nano)silica have been investigated. The epoxy resin used was Epidian 6 (product of Chemical Works "Organika Sarzyna" in Nowa Sarzyna) and as the filler, silicas were employed: a product of the precipitation reaction from solutions of sodium silicate and ammonium salts (SiO2) and a silica modified with 3-glicydoxypropyltrimethoxysilane (SiO2-EP). The filIer was introduced to the compositions in the amounts of 1.0; 2.5; 5.0 and 7.5 g per 100 g of epoxy resin and the hardener was added - 1 g per 100 g of resin. The dispergation time of the fillers was 120 minutes at 70°C. The particle sizes of the obtained powders using the laser diffraction method (Mastersizer 2000, Malvern Instruments Ltd.) were determined. The investigations of the viscosity of the epoxy composition were carried out with the use of a ARES rheometer, Rheometric Scientific: the diameter of the plates - 50 mm, the thickness between the plates - 1mm. The curing process was determined by using differential scanning calorimetry DSC (Q-100, TA Instruments, speed rate 10 mm/min). The particle size remains in the range of 350 to 840 nm for the unmodified silica SiO2 and from 450 to 950 nm for the particles modified with epoxysilane. The addition of the filler increases the viscosities of the epoxy composition from 12.74 Pa·s for Epidian 6 to the range of 14.30 to 15.40 Pa·s for the compositions with unmodified silicas and 14.50 (compositions with 1 phr of silica with epoxysilane) to 15.80 Pa·s (epoxy material with 7.5 phr SiO2-EP). The curing process enpalthies are from 490 to 590 J/g for the compositions hardened with 1-ethylimidazoleand at 281.6 to 516.0 J/g for the epoxy materials cured with 1-buthylimidazole.

Słowa kluczowe

PL

żywice epoksydowe; kompozyty epoksydowe; napełniacze krzemionkowe; temperatura zeszklenia; proces sieciowania

EN

epoxy resin; epoxy composites; silica fillers; glass transition; curing process

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 11, nr 1
• Strony: 9--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pilawka R.

autor

Jesionowski T.

autor

Gorący K.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Polimerów, ul. Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland,

Bibliografia

• [1] Czub P., Bończa-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski J., Chemia i technologia żywic epoksydowych, WNT, Warszawa 2002.
• [2] Spychaj T., Fabrycy E., Pilawka R., Michalski J., Napełnione kompozycje epoksydowe utwardzane produktem degradacji chemicznej poli(tereftalanu etylenu), Kompozyty (Composites) 2002, 2, 149-152.
• [3] Pilawka R., Spychaj T., Kleje epoksydowe z nanocząstkami do łączenia metali, Kompozyty (Composites) 2004, 4, 33-35.
• [4] Pilawka R., Jesionowski T., Kompozycje/kleje epoksydowe z nanonapełniaczami, Kompozyty (Composites) 2008, 8, 136-140.
• [5] Pilawka R., Jesionowski T., Kompozyty epoksydowe z napełniaczami krzemionkowymi, Kompozyty (Composites) 2008, 8, 360-363.