Кинетика отверждения эпоксидных связующих

В последние годы все более широкое распространение на производстве и в технике получают полимерные материалы. Они успешно конкурируют с традиционными конструкционными материалами, а в ряде случаев благодаря таким качествам, как коррозионная стойкость, небольшой удельный вес, высокая прочность и др., незаменимы. Потребность в полимерных материалах растет год от года. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 19 811 985 годы и на период до 1990 года» указывается на необходимость «развивать производство высококачественных полимеров с заданными техническими характеристиками, включая армированные и наполненные пластмассы» 3^. Выпуск синтетических смол и пластмасс будет доведен в 1985 году до 6−6,25 шн.тонн.

Отечественной промышленностью выпускаются различные виды полимеров. Среди них значительное место занимают синтетические смолы (эпоксидные, фенольные, полиэфирные и др.), которые используются для изготовления корпусных деталей, для восстановления изношенных узлов и т. д. В перспективных с точки зрения высоких физико-механических свойств композиционных материалах синтетические смолы применяются в качестве связующих. Физико-механические свойства композиционных материалов в равной степени зависят как от свойств наполнителя, так и от свойств матрицы /30, 63, 69, 70/. Для улучшения физико-механических свойств особое значение имеет создание полимерных связующих с повышенной механической прочностью и долговечностью. Создание композиционного материала и часто самой конструкции происходит в процессе отверждения полимерного связующего. Прочность отвержденного полимерного связующего, его пластические свойства, адгезия к наполнителю, отсутствие газовых включений и х) Материалы ХШ съезда КПСС. — М.: Политиздат, 1981. — 223 с. непроклеев, благоприятное распределение усадочных напряжений формируется в процессе отверждения /8, 10, 12, 87, ПО, 131/. Отсюда вытекает необходимость контроля и управления кинетикой отверждения для того, чтобы улучшить физико-механические свойства композиционных материалов.

Модификация свойств полимерных связующих возможна химическими, физико-химическими и физическими методами. К последним относятся: вакуумная, термическая и компрессионная обработкиразличные виды облучения (радиационное, лазерное, ультрафиолетовое, инфракрасно^- введение в полимерные связующие химичеоки инертного к нему дисперсного наполнителявоздействия различных физических полей (электрического, магнитного и электромагнитного).

Контроль кинетики отверждения полимерных связующих должен производиться так, чтобы процесс отверждения не прерывался, а режим не претерпевал изменений. С этой точки зрения особое значение имеют неразрушающие бесконтактные методы измерений, в частности электрические и оптические /64, 65, 72, 74/.

При изучении различных видов физической модификации полимерных связующих недостаточно исследованы вопросы влияния внешних физических полей на кинетику отверждения полимерных связующих, контролируемую по какому-либо физическому параметру. Так величины индукции магнитных полей в известных работах, как правило, не превосходили 1,0 Тл. В связи с этим нашей задачей была разработка методики и проведение исследований по изучению воздействия постоянных магнитных полей с индукпией до 1,9 Тл на кинетику отверждения полимерных связующих, контролируемую по изменению действительной части диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Другая мало изученная задача заключается в воздействии переменного магнитного поля на полимерные связующие, содержащие магнитноактивный дисперсный наполнитель. Разработка методики и проведение исследований по изучению влияния переменного магнитного поля (частотой 50 Гц и амплитудой магнитной индукции до 0,5 Тл) на отверждение полимерных связующих, содержащих ферромагнитный дисперсный наполнитель, составляет содержание следующей части настоящей работы.

Наконец, третьей задачей, решаемой в рамках данных исследований, была разработка и создание устройства для определения изменения показателя преломления оптически прозрачных полимерных связующих с точностью до 1(Г®-, проведение измерений и установление корреляционных связей между степенями отверждения, определяемыми по различным оптическим и электрическим параметрам, таким как изменение показателя преломления, действительной части относительной диэлектрической проницаемости на частотах 3,33*Ю9 Гц и I03 Гц, тангенса угла диэлектрических потерь на тех же частотах, изменение оптической плотности характерной полосы поглощения в ИК-области.

Объектами исследования служили несколько видов полимерных связующих на основе эпоксидных смол, отверждавшихся в различных изотермических режимах (см.Приложение).

Настоящая работа выполнялась в рамках Координационного плана Академии наук СССР по проблеме «Механика деформируемого твердого тела» на I98I-I985 гг. по разделу I.10.2.12 «Механика композиционных материалов и полимеров» в соответствии с планом НИР МЭИ по теме «Исследование кинетики отверждения полимерных связующих (композиционных материалов) в условиях воздействия магнитных, электромагнитных и электрических полей». Номер государственной регистрации У76ПЗ.

Автор выражает глубокую благодарность д.ф.-м.н., профессору Семашко Н. Н. и к.т.н., доценту Болотиной К.С.

I. ЛИТЕРАТУРШЙ ОБЗОР.

I.I. Влияние постоянного магнитного поля на процессы полимеризации и поликонденсации полимеров.

В последние десятилетия было опубликовано большое количество статей, в которых сообщается о высоком влиянии постоянного магнитного шля на вещества, которые по общепринятым представлениям имеют весьма низкую магнитную восприимчивость. Данные об этих эффектах противоречивы, а эксперименты обычно не обнаруживают той высокой степени воспроизводимости, которая требуется от физических экспериментов. Высказывают мнение, что факты аномального поведения, например, природной воды объясняются влиянием малых ферромагнитных примесей. Поскольку ферромагнитные примеси неизбежно присутствуют почти во всех технических продуктах, то можно ожидать влияния постоянного магнитного поля и на процессы полимеризации и поликонденсации полимеров. Если постоянное магнитное поле действует в течение всего процесса отверждения, то наличие ферромагнитных примесей может вызывать заметный и даже технически значимый кумулятивный эффект.

Хронологически одними из первых работ в изучении воздействия магнитных полей на полимерные материалы были отатьи /42, 191/. Так, в /42/ исследовались диэлектрические свойства ПММК (полиметил-метакрилата) и ПВХ (голивинилхлорида) в различных магнитных поляхнаибольшая напряженность магнитного шля в данной работе составляла 7000 Э (В = 0,7 Тл). В качестве диэлектрической характеристики был выбран тангенс угла диэлектрических потерь tgo, как наиболее чувствительный к релаксационным переходам. Измерения проводились на частотах 400, 1000 и 5000 Гц. На основании температурных зависимостей tflff на различных частотах и в различных магнитных полях были сделаны следующие выводы: i) & увеличив вается при воздействии импульсного магнитного поля в области температур стеклования- 2) ty $ уменьшается при воздействии постоянного магнитного поля- 3) эффект диэлектрических изменений в полимерах тем заметнее, чем выше полярность полимера. В /33/ на основании изучения ИК-спектров ПВХ (поливинилхлорида), «облученного» магнитным полем, утверждается, что ориентационные эффекты, наблюдающиеся при релаксационных переходах в магнитном поле, связаны в основном с конформационными превращениями С — С£ - связи.

В работах /41, 53, 68, 98/ изучается изменение объемного электрического сопротивления полимеров, отвержденных в постоянных магнитных полях. В статье /41/ показано, что объемное электрическое сопротивление р отвержденного при воздействии постоянного магнитного поля напряженностью IIOO Э и 120 Э олигомера Ей-4 (В = 0,11 Тл и 0,012 Тл) составляет соответственно 500 МОм и 450 МОм при 18 МОм для контрольного образца, отвержденного при этой же температуре без воздействия магнитного полясняты зависимости от времени отверждения для различных по величине магнитных полей. На анизотропию объемного электрического сопротивления в зависимости от направления вектора напряженности магнитного шля указано в /68/, причем объемное электрическое сопротивление, измеренное в направлении, перпендикулярном вектору напряженности магнитного поля, больше, чем в параллельном направлении при величине индукции магнитного поля, не превосходящей 0,15 Тл.

Влиянию магнитных полей на электрофизические свойства органо-пластиков посвящена работа /48/. Она выделяется из всех работ величинами магнитных полей: максимальная величина индукции составляет 2,0 Тл. Измерение действительной части относительной диэлектрической проницаемости в' с погрешностью измерения емкости 0,05% и тангенса угла диэлектрических потерь tcj$ с погрешностью 0,04% проводилось с помощью моста переменного тока Р 5004 на частоте I кГц. Авторами показано: I) Для всех образцов при измерении непосредственно в магнитных полях (0,5 — 2,0 Тл) ?' уменьшается на 0,2 $, a — на 2,5 $. Уменьшение объясняется возрастанием объемного сопротивления образца в магнитном поле (механизм явления слишком сложен и требует специального исследованияпо мнению авторов). В сложнокомпонентных веществах (таких как органопластики) воздействие магнитного поля может проявляться за счет составляющих с парамагнитными атомами или ионами. В последних магнитное поле создает магнитную поляризацию, которая может оказаться в сложной связи с электрической поляризацией- 2) При сравнении температурных зависимостей S' и, снятых при воздействии постоянных магнитных полей с индукциями 0,5- 1,0- 1,5- 2,0 Тл заметно смещение в сторону больших температур максимумов этих зависимостей при увеличении индукции магнитного поля. Величина смещения составляет 10−35°К. Для t^fr смещение максимально при воздействии магнитного поля с индукцией В — 1,5 Тл. Суммарное время воздействия магнитного поля на образец в этих опытах 1,5 часа. Анализируя экспериментальные данные, авторы указывают на аналогию влияния давления на образец, когда последний не может растекаться, и воздействия магнитного поля. Давление также приводит к смещению ?'=? (Т) и tg&=tg?>(T) в сторону более высоких температур. Зависимость Pr=fv (^) смещается на порядок по оси fv при увеличении индукции магнитного поля от 0 до 1,8 Тл. 3) Время, в течение которого ?*, -tg&, pv приходят к постоянному значению (примерно 10 мин. по данным /48/), есть время релаксации ориента-ционных процессов в магнитном поле. 4) Влияние магнитного поля возможно только при наличии в образце парамагнитных групп, способных ориентироваться в магнитном поле. Магнитная поляризация уменьшает электрическую поляризацию, увеличивает время релаксации процессов дипольной поляризации и уменьшает электропроводность в изученном интервале температур.

Экспериментальному изучению анизотропии магнитной восприимчивости посвящена работа /126/. Расплав полиэтилена и отвергаемую эпоксидную смолу содержали 1,5 и 2 часа соответственно в магнитном поле напряженностью 4"ТО5 к/и (В ^ 0,5 Тл). Магнитную восприимчивость измеряли по методу Фарадея. Для эпоксидной смолы магнитная восприимчивость до воздействия магнитного поля составляет 0,7*КГ9 м3/кг, после воздействия — 0,6-Ю" 9 м3/кг, а анизотропия магнитной восприимчивости 0,25-Ю~9 м3/кгдля полиэтилена соответственно — 0,65'I0~9- 0,51"1(Г9- 0,15 «КГ9 м3/кг. Отмечается также то, что значение магнитной восприимчивости для обработанных образцов с течением времени несколько меняется. Появление анизотропии магнитной восприимчивости связано, по мнению авторов, с ориентацией в магнитном поле магнитоанизотропных макромолекул и агрегатов. Анизотропия магнитной восприимчивости увеличивается при увеличении времени выдержки в магнитном поле.

Интерес представляют сообщения о влиянии постоянного магнитного поля на скорость полимеризации. Так в /181/ установлено, что включение магнитного поля напряженностью 56−70 кЭ приводит к резкому возрастанию (на 40%) скорости реакции при полимеризации фе-нилового эфира метакриловой кислоты в нематической форме (Т =96°С). Этот эффект авторы объясняют разрушением кластеров в исходной структуре под действием поля. Рентгеновская дифрактограмма запо-лимеризованного образца имеет вид характерный для высокоориентированного волокна, ось которого совпадает с вектором напряженности внешнего поля. Включение поля той же напряженности при полимеризации в изотропном расплаве (Тцз°с) не вызывает изменения скорости реакции, а данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют об отсутствии ориентации. Поле напряженностью 30 кЭ вообще не оказывает влияния на скорость полимеризации.

— II.

Авторы статьи /176/ наблюдали увеличение скорости реакции радикальной полимеризации метилметакрилата в воде, в набухшем 2-оксиэтилметакрилате при воздействии магнитного поля с индукцией примерно Ю2Гс. Время воздействия 10−15 часов, продолжительность реакции 4 суток.

В работах /176, 181/ обращает на себя внимание специфика условий реакций, при которых проводилось воздействие магнитного поля, и значительная разница интенсивностей магнитных полей. Несмотря на это, и в том и в другом случае наблюдается увеличение скорости реакции.

Большое число работ /47, 52, 103, 134/ посвящено исследованию влияния магнитных полей на механические свойства полимеров. Так в работе /ЮЗ/ коллективом авторов установлено, что цредел прочности при изгибе для эпоксидного связующего (смола ЭД-5 и от-вердитель — диэтилентриамин), подвергнутого 15-ти минутному воздействию магнитного поля во время отверждения, увеличивается на 35% при точности измерений Причем зависимость предела прочности от напряженности магнитного поля «немонотонно осциллирующая», симметричные максимумы прочности наблюдаются при Н = 300−400 Э и при 1200−1300 Э. В /47/ авторами установлено, что воздействие магнитного шля напряженностью 1300−1500 Э во время термоотверждения фенолофурфурольной смолы приводит к увеличению прочности при изгибе на 30−40 $, что связано, по мнению авторов, с увеличением степени кристалличности. Образцы устанавливались так, что ось образца параллельна вектору напряженности магнитного шля. Микротвердость образцов, отвервденных в магнитном поле, возрастает на 25%, что объясняется уплотнением структуры сетчатого полимера.

Вопроса использования магнитных шлей для упрочнения термопластических материалов касается статья /157/. После нагревания двух прессформ с полиэтиленом высокой прочности до Т =2Ю°С одну из них помещали при охлаждении в магнитное поле. Скорость охлаждения составляла 1,0−1,5°С/мин. Величина напряженности магнитного поля от 1000 до 2300 Э. Для гранулированного ПВП-203−03 практически не наблюдалось увеличения црочности, для порошка ПВП -21 006−75 увеличение предела текучести при растяжении составило Ь%, а для зернистого порошка ПВП марки «Луполен» (ФРГ) — 10 $. Большую магнитную активность порошкообразных форм ПВП по сравнению с гранулами авторы относят за счет меньшей устойчивости этих форм к поглощению высокодисперсных инородных частиц в виде пыли и аэрозолей, которые способствуют кристаллизации и становятся центрами зародышеобразования.

Комплексному изучению физико-механических свойств полимерных материалов после воздействия магнитного поля посвящены работы Ю. М. Молчанова с сотрудниками /79−83, 107−109, 125/. В /79/ образцы из термопластов (капрона и полистирола) нагревались до температуры вязкотекучего состояния, после чего помещались в постоянное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл, где выдерживались до полного охлаждения. В результате такой обработки микротвердость образцов и их прочность на разрыв увеличилась в два раза и более. При исследовании влияния магнитного поля на термореактивные полимеры (опыты производились со смолой ЭД-5:Ю0 м.ч. и отвердителем поли-этиленполиамином ПЭПА: Ю м.ч.) прочность на разрыв при 20 минутной обработке образцов в магнитном поле с индукцией 0,8 Тл при температуре 80 °C составила 41 МПа, а без обработки — 23 МПа. Соответственно повышалась микротвердость.

В более поздних статьях /80, 82, 83/ изучалось влияние неоднородного магнитного поля, наведенного проводниками с током до 8 А в течение 3 часов с начала отверждения эпоксидных связующих. При этом наблюдалось упорядочение структуры эпоксидных компаундов. На рентгенограммах, онятых с зоны между цроводниками, наблюдались размытые рефлексы, свидетельствующие о начальной стадии упорядочения, в то время как рентгенограммы, снятые с контрольных образцов (без воздействия магнитного поля), имеют типичное аморфное галло без признаков рефлексов. Повышение напряженности магнитного поля и увеличение длительности воздействия приводит к увеличению упорядоченности структуры. Отсутствие кристаллических рефлексов в зоне контакта компаунд — проводник объясняется нагревом на Ю0°С в результате выделения тепла в проводнике, что приводит к созданию в зоне, примыкающей к проводнику, в начале процесса полимеризации пространственной сетки, препятствующей образованию упорядоченных состояний.

В работе /83/ предлагается оценивать ориентирующий магнитный момент М, действующий на магнитоанизотропную молекулу в однородном магнитном поле, согласно данным /44,85/.

A^L^VSU^di ,.

2JU0 где, А Ж — разность магнитной восприимчивости в направлении параллельном и перпендикулярном оси молекулыV — объем, приписанный молекулеаС — угол между направлением оси молекулы и направлением поля, S — индукция поля, JUQ магнитная постоянная.

Ориентавдонному воздействую будет препятствовать тепловое движение. Степень ориентации согласно /36/ будет определяться болыдоановским фактором Q fi, где = ДЖН2^(?/сТ) — характеризует отношение энергии магнитного поля к тепловой энергии. Здесь Н — напряженность магнитного поля, к — постоянная Больц-мана, Т — абсолютная температура. По /36/ ft = I при Н -3*104 Э, Т = 300°К и молекулярной массе молекул Ю7 при условии малой вязкости. При тех же условиях для неотвержденной эпоксидной смолы ft составляет несколько процентов. Отсюда, если отверждение смолы производить в магнитном поле, то энергия поля должна способствовать созданию упорядоченности в лабильных заготовках, что определяет порядок пространственно-сетчатого полимера.

При воздействии пространственно-неоднородного магнитного поля 1фоме ориентирующего магнитного момента сил на молекулу действует сила /42/.

F-fr-VP" 1*'' где Ж. — усредненная по объему величина магнитной восприимчивости. Тогда градиент концентрации молекул будет определяться множителем 6^, где /fe^T)* и полимеризация должна происходить с преимущественным направлением роста сетки, так что в местах наибольшего градиента напряженности магнитного поля возникнут зоны с повышенной плотностью и микротвердостью.

Экспериментальные исследования образцов эпоксидной смолы ЭД-20, отвержденной полиэтиленполиамином в однородном магнитном поле напряженностью 8000 Э, показали возникновение дифракционных максимумов при углах отражения 29, равных 12°40/ и 25°20', что свидетельствует о возникновении упорядоченных образований под действием магнитного поля. При измерении коэффициента линейного расширения на дилатометре системы Шевенара наблюдалось смещение температуры стеклования с 86° до 97−98°С, что также подтверждает вывод о повышении упорядоченности.

ИК-спектроскопия образцов эпоксидной смолы ЭД, подверженных магнитной обработке, при отверждении ПЭПА показала, что величины оптической плотности по внутреннему стандарту полос поглощения.

870−920 см" «1,которые характеризуют степень конверсии отвержденной эпоксидной смолы, не меняются при изменении величины индукции магнитного полянесколько увеличивается интенсивность полосы пот глощения III0 см S что свидетельствует о развитии сшивания через простую эфирную связьзависимость изменения полосы поглощения 3500 см» «1, появление которой вызвано возникновением в цроцессе отверждения гидроксилов, вовлекаемых в межмолекулярную водородную связь, коррелирует с изменением поглощения в С-О-С связи, что свидетельствует об упорядочении внутренней структуры. В качестве внутреннего стандарта выбрана полоса поглощения 1585 см» *1, ответственная за колебание углеродной связи С-С в бензольном кольце, которая имеет постоянную относительную оптическую плотность.

Об усилении межмолекулярных связей в результате магнитной обработки свидетельствует повышение энергии активации, значения которой были рассчитаны на основании термогравиметрических кривых (потери массы) цри температурном разложении смолы. Максимум энергии активации наблюдается при том же значении напряженности, что и величина максимума оптического поглощения полосы ШО см" 1 в ИК-спектре.

Данные дифференциально-термического анализа показывают, что первый экзотермический пик в районе Ю0°С, характеризующий содержание нераскрытых эпоксидных групп, практически не меняется под действием магнитного поля, следовательно увеличение выделения тепла при разложении образцов, обработанных в магнитном поле, можно отнести за счет изменения структуры смолы.

Электронно-микроскопическое исследование сколов эпоксидной смолы показало возрастание степени развитости поверхности скола, увеличение размеров надмолекулярных образований в результате действия магнитного поля.

Авторы делают следующие выводы: воздействие магнитного поля происходит как на молекулярном, так и на надмолекулярном уровняходнородное магнитное поле способствует возникновению упорядоченных образований, а неоднородное приводит к распределению анизотропных.

— 16 морфологических образований вдоль градиента поля, способствуя изменению физико-механических свойств материала.

В работе /109/ на примере атактического полистирола дается теоретическое описание поведения макромолекул в однородном постоянном магнитном поле, исходя из модели жестких асимметричных по форме невзаимодействующих частиц, обладающих анизотропией магнитной восприимчивости и находящихся в среде с малой вязкостью. В результате получена функция распределения продольных осей клубков макромолекул, которые стремятся ориентироваться вдоль силовых линий магнитного поля, и функция распределения осей сегментов по углам ориентации.

Рассчитанная авторами степень ориентации сегментов полистирола в магнитном поле Cos2совпадает со степенью ориентации, определенной по экспериментально полученному дихроич-ному отношению R> в полосе поглощения 2851 см" «1. По мнению авторов при малых магнитных полях ориентащюнные процессы в основном определяются ориентацией клубков в направлении поля, а цри увеличении магнитной индукции диамагнитные сегменты ориентируются перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, причем существует определенная величина магнитной индукции, для которой R = I, что соответствует полностью разориентированному состоянию.

В следующей работе /108/ авторами получено теоретическое выражение для установления ориентации от времени воздействия магнитного поля. Экспериментально установление (спад) ориентации определялось по изменению R. дихроизма полосы поглощения 2870 см" 1, характеризующей симметричные валентные колебания СН^ -групп. В качестве исследзуемого вещества взята эпоксидная смода ЭД-20 с молекулярной массой М я- 400- Напряженность магнитного поля составляет 5000 Э, время воздействия 20 мин. В результате установлен эффект структурной «памяти», т. е. ориентация молекул, наведенная магнитным полем, сохраняется значительное время после его выключения.

Анализ литературных данных о воздействии магнитных полей на полимерные материалы при отверждении (термореактивные пластмассы) или при переводе в расплавленное (вязкотекучее) состояние (термопласты) приводит к выводу о различии, а иногда и противоречивости данных различных авторов, что, видимо, может быть объяснено широким спектром ММР используемых полимеров, погрешностями термостабилизации, отсутствием контроля за значимыми параметрами в. ходе эксперимента и т. д., что в конечном счете приводит к плохой воспроизводимости результатов.

В связи с вышеизложенным представляет интерес проведение исследования по изучению влияния постоянных магнитных полей с индукцией от 0,01 до 1,9 Тл на кинетику отверждения ряда эпоксидных связующих, контролируемую диэлектрическим методом, и конечные физико-механические свойства.

5.5. Выводы.

1. Для эпоксидных связующих 2, 3 выявлена корреляционная связь между безразмернши характеристиками У, п и У, где.

У определяется по степени конверсии эпоксидных групп в процессе отверждения. Таким образом, для некоторых эпоксидных связующих i^/z и У$' могут быть информативными характеристиками реальной степени отверждения эпоксидных связующих.

2. Для эпоксидных связующих 3, 4 получены зависимости между Уйп и У е.', а для эпоксидных связующих I, 3 зависимость межДУ У£' (/ = 3,33 ГГц) и %г (/ = 1,0 кГц), Улп. и У. Для эпоксидного связующего 4 установлена корреляционная зависимость между j/z. и на ранних стадиях процесса отверждения.

3.

Введение

безразмерных характеристик позволяет определять по ним энергию активации процесса отверждения при наличии корреляционной зависимости между У&п (Ув') и У и при учете конечной степени конверсии эпоксидных групп для каждой заданной температуры отверждения.

— 149.

4. Скорость изменения показателя преломления и скорость тепловыделения W& для эпоксидного связующего 2 корреляционно зависимы при различных изотермических режимах отверждения .

5. В результате серии экспериментов установлена корреляционная зависимость между изменением показателя преломления и объемной усадкой в процессе отверждения для эпоксидного связующего 7, цричем изменение показателя преломления может быть использовано для изучения кинетики напряжений, возникающих вследствие усадки или при внесении напряженных неоднородностей в полимеризующуюся эпоксидную матрицу.

— 150 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Разработана экспериментальная установка и методика контроля степени отверждения по изменению действительной части относительной диэлектрической проницаемости ?' и тангенса угла диэлектрических потерь ^^ на частоте I кГц полимерных связующих, отверждаемых в условиях воздействия постоянных магнитных полей с величиной магнитной индукции до 1,9 Тл.

2. Проведена серия экспериментов на четырех видах эпоксидных связующих при магнитной индукции от 0,01 Тл до 1,9 Тл. Регрессионный анализ экспериментальных данных не выявил при уровне значимости cL =0,05 влияния постоянного магнитного поля на кинетику отверждения эпоксидных связующих I, 2, 3, — 4, контролируемую по изменению ?' и & .

3. Проведена оценка влияния постоянного магнитного поля на физико-механические характеристики эпоксидных связующих: модуль упругости, прочность при статическом изгибе, удельную ударную вязкость, температуру стеклования. В пределах погрешностей измерений не выявлено значимого влияния постоянного магнитного поля на эти физико-механические характеристики для эпоксидных связующих I, 2, 3, — 4, отверждавшихся в условиях воздействия постоянных магнитных полей с индукцией до 1,9 Тл.

4. Разработана экспериментальная установка и проведены эксперименты по изучению влияния переменного магнитного поля частотой 50 Гц и амплитудой магнитной индукции до 0,5 Тл на степень отверждения эпоксидных связующих, содержащих дисперсный ферромагнитный наполнитель. Изменение степени отверждения оценивалось по разнице температур стеклования образцов, отверждавшихся при воздействии переменного магнитного поля, и контрольных.

— 151.

5. Установлено увеличение температуры стеклования для эпоксидного связующего I на 13−53 $ в зависимости от амплитуды магнитной индукции, дисперсности, концентрации ферромагнитного наполнителя и времени отверждения.

6. Показано, что действие переменного магнитного поля при отверждении эпоксидной смолы элементоорганическим отвердителем, нанесенным на поверхность частиц ферромагнетика (гексаферрита бария), приводит к увеличению более чем на 65 $ температуры стеклования образца эпоксидного связующего по отношению к контрольному, отверждавшемуся без воздействия при той же температуре.

7. Разработана экспериментальная установка для измерения изменения показателя преломления л/2 (Л — 0,6328 мкм) оптически прозрачных полимерных связующих в процессе отверждения. Установка представляет собой лазерный интерференционный измеритель изменения показателя преломления, выполненный по гетеродинной схеме. Точность определения J/Z. равна 2 • 10″ *®.

8. Разработана экспериментальная установка на основе объемного ребристого резонатора для СВЧ-измерений S* и tiffr эпоксидных связующих в процессе отверждения.

9. Проведены серии экспериментов по измерению изменения показателя преломления Ah- * ?' и tyfr на частоте I кГцб' и i2j<5″ на частоте 3,33 ГГц нескольких видов эпоксидных связующих при различных изотермических режимах отверждения. На основании данных экспериментов установлены корреляционные зависимости между степенями отверждения некоторых эпоксидных связующих, определяемыми по оптическим (Atl), диэлектрическим) характеристикам и по изменению интенсивности характерной полосы поглощения в ИК-области.

— 152.

10. Выявлена корреляция между изменением показателя преломления и изменением свободного объема в процессе отверждения эпоксидного связующего 7- показано, что изменение показателя преломления может быть использовано для изучения кинетики напряжений, возникающих вследствие усадки или при внесении напряженных неоднород-ностей в полимеризующуюся эпоксидную матрицу.