I I I I f

растяжении

изгибе

а!"

Ы -3

I

IS 5

К

с»

N)

О я

о

Г г

к> — о —

г

о •&■

О 1Л

О о

Г I

Т Г Г

Модуль упругости при растяжении, МПа

Относительное удлине­ние при разрыве, %

Ударная вязкость, кДж/м

I

I I

Диэлектрическая про­ницаемость при частоте тока 10 Гц

"- 00

S о

О. —

— о
О 5

Удельное объемное со­противление, Ом'М

■S

О о

I

I 1 2

Тангенс угла диэлек­трических потерь хЮ при частоте тока 10 Гц

Смолы — высокомолекулярные органические соединения, получаемые по реакциям полимеризации и поликонденсации.

В реакции полимеризации могут участвовать два мономера и более, а получаемые вещества называют сополимерами. Введение в реакцию допол­нительных веществ, помимо основного мономера, необходимо для измене­ния свойств полимеров в требуемом направлении. Таким образом, например, происходит образование сополимера из полистирола и каучука.

Процесс поликонденсации сопровождается отщеплением низкомолеку­лярных соединений (аммиак, вода, спирт и др.) в результате взаимодействия функциональных групп исходных мономеров. В результате имеет место не­совпадение элементарного состава мономеров, получаемых на их основе полимеров. Поликонденсация протекает как в присутствии, так и отсутствии катализатора.

Фенолформальдегидная (бакелитовая) смола — продукт поликонденсации фенола Н₅С₆—ОН с формальдегидом Н₂СО.

В зависимости от условий поликонденсации образуются резольные (термореактивные) или новолачные (термопластичные) смолы, способные отверждаться при последующей переработке.

Новолачные смолы получают при избытке фенола, в присутствии ки­слотного катализатора и последующем нагревании для удаления воды. Ново-лак имеет следующую структурную формулу:

Ч^

Новолак — твердая, хрупкая, прозрачная смола — плавится при 100— 120 °С, растворяется в этиловом спирте, ацетоне. Новолачные смолы отвер-ждают нагревом совместно с уротропином, и отверждаются они значительно быстрее резольных. Новолаки часто применяют для изготовления пресспо-рошков.

Резольные смолы получают поликонденсацией фенола с избытком фор­мальдегида в щелочной среде. Различают три формы фенолформальдегид-ной смолы, способных при нагреве переходить из одной стадии в другую.

Смола на стадии А (резол) при нагревании плавится и находится в вяз-котекучем состоянии. Она хорошо растворяется в спиртах и органических растворителях.

Смола на стадии В (резитол) образуется из резола при его нагреве до 90—100 °С и находится в вязкоэластическом состоянии. Резитол сильно на­бухает в органических растворителях, но не растворяется.

Смола на стадии С (резит) образуется при 150—160 °С. Резит при на­гревании не плавится, при температурах выше 300 °С обугливается с образо­ванием механически прочного кокса. Резит стоек к бензинам, маслам, орга­ническим растворителям.

Переход смолы из стадии в стадию сопровождается изменением моле­кулярного строения, от линейной структуры молекул резола до сетчатой структуры в плоскости резитола и сетчатой пространственной резита. Пере­ход из стадии А в стадию С практически происходит при температуре не ни­же ПО—140 °С, и с повышением температуры он совершается быстрее. При 160 °С переход происходит за 1—3 мин.

Резольные смолы длительное время при переработке сохраняют вязко-текучее состояние, что позволяет применять их в производстве толстостен­ных слоистых пластиков. Эти смолы способны отверждаться без подвода теплоты в присутствии кислот. Отверждение идет с большей скоростью, но эксплуатационные свойства полимера в этом случае невысоки. Отвержден-ная фенолформальдегидная смола с частой сетчато-пространственной струк­турой обладает повышенной хрупкостью. Смола обладает высокой адгези­онной способностью ко многим наполнителям.

Эпоксидные смолы содержат в молекулах эпоксиднуго группу:

Н-С—СН—

²\/ О

В чистом виде эпоксидные смолы — вязкие жидкости, способные дли­тельное время сохранять свойства без изменений. Они растворяются во мно­гих органических растворителях (ацетон, толуол и др.) и нерастворимы в воде, бензине. В присутствии отвердителей (амины, их производные, ангид­риды карбоновых кислот и др.) эпоксидные смолы быстро затвердевают, приобретая сетчато-пространственное строение. Отверждение смолы — по-лимеризационный процесс, без выделения воды или низкомолекулярных веществ, и развивается равномерно в весьма толстом слое.

Тип отвердителя определяет условия процесса отверждения либо при комнатной температуре, либо при нагреве до 80—150°С. Отверждение мо­жет происходить без внешнего давления, что выполнить технологически проще, а также при повышенном давлении. Свойства отвержденной эпок­сидной смолы зависят от выбранного отвердителя.

Получению монолитной массы затвердевшей эпоксидной смолы спо­собствует сравнительно малая, всего 0,5—2%, усадка. Из-за наличия в за­твердевшей смоле гидроксильной группы -ОН она обнаруживает высокую адгезию ко многим материалам: стеклу, металлам, некоторым пластмассам и др.

Кремнийорганические смолы (силиконы) содержат в составе элементарного звена макромолекулы атомов углерода и кремния. По строению макромолекулы могут быть линейными, разветвленными и пространственными.

Силиконовые смолы термопластичные имеют линейное строение мак­ромолекул

I Т

—Si—О—Si—О
R R

а термореактивные — пространственную структуру

I I

R-Si—R R— Si—R

I I

О О

R

-Si—О—Si-R

О О

I I

R—Si—R R—Si—R

I I

где R — метил -CH₃, этил -C₂H₅, фенил -C₆H₅.

Силоксановая связь Si—О главной цепи более прочная, чем связь -С—С-, что придает более высокую нагревостойкость кремнийорганическим поли­мерам по сравнению с большинством органических полимеров. Без наполни­теля смола способна работать при 250—300 °С, а с наполнителями (слюда, асбест, стеклянное волокно и др.) до 400—450 °С.

Недостатками силоксановых полимеров следует считать невысокую ме­ханическую прочность и пластичность при температурах выше 150 °С и низ­кую адгезионную способность к большинству других материалов.

Кремнийорганические полимеры широко используются в качестве свя­зующих в производстве стеклотекстолитов, а также в производстве термо­стойких резин (каучук СКТ), лакокрасочных покрытий, клеев, герметиков.

Полиэфирные смолы получают поликонденсацией различных спиртов и кислот (или их ангидридов). Полиэфирные смолы, полученные из двухатомных спиртов (гликолей), содержащих в молекуле две гидроксиль-ные группы -ОН, и из двухосновных органических кислот, имеющих две карбоксильные группы -СООН в молекуле, термопластичны. Термореактив­ные смолы получают из трехатомных спиртов и кислот.

Глифталевые смолы (алкидные) получают поликонденсацией трехатомного спирта — глицерина НО—СН₂—СНОН—СН₂—ОН и фталие-вого ангидрида

^{4 6>ч}со^

Отверждаются смолы в три стадии, как и фенолформальдегидные, с вы­делением воды. Для этого требуется более высокая температура и большее

время. Глифталевые смолы имеют повышенную теплостойкость до 150 °С. Они отличаются от бакелитовых смол повышенной эластичностью, стойко­стью к старению при повышенных температурах и адгезией. Глифталевые смолы растворяются в ацетоне и спирте, стойки к действию воды и кислых сред и обнаруживают хорошие диэлектрические свойства. На основе глифта-левых смол получают клеи и лаки.