Бресская Ангелина Дмитриевна, магистрант кафедры «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов»
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Angelina D. Bresskaya, Master Student, Department of Chemistry and Technology of Plastic Processing and Polymer Composites
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Трофимов Дмитрий Александрович, аспирант кафедры «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов»
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Dmitry A. Trofimov, Postgraduate Student, Department of Chemistry and Technology of Plastic Processing and Polymer Composites
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Химия и технология переработки пластмасс и полимерных композитов». Scopus Author ID 6603181099
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Igor D. Simonov-Emel’yanov, Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department of Chemistry and Technology of Plastic Processing and Polymer Composites. Scopus Author ID 6603181099
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Шалгунов Сергей Иосифович, кандидат химических наук, директор ВНИИ стеклопластиков и стекловолокна (ВНИИСПВ)
141551, Московская область, Солнечногорский р-н, пос. Андреевка, стр. 3-А
Sergey I. Shalgunov, Cand. Sci. (Chemistry), Director of VNIISPV
3-A, Andreevka, Solnechnogorsk district, Moscow oblast, 141551
Соколов Владимир Иванович, доктор технических наук, заместитель директора ВНИИ стеклопластиков и стекловолокна (ВНИИСПВ)
141551, Московская область, Солнечногорский р-н, пос. Андреевка, стр. 3-А
Vladimir I. Sokolov, Dr. Sci. (Eng.), Deputy Director of VNIISPV
3-A, Andreevka, Solnechnogorsk district, Moscow oblast, 141551
Objectives. This study focused on the quantification of the surface tension and the static and dynamic contact angles of epoxy oligomers, active diluents, and their mixtures of various compositions at different temperatures. The active diluents were aliphatic compounds based on glycidyl ethers, namely laproxides and a laprolate of different structure, functionality, molecular weight, and viscosity. Moreover, the preparation of effective polymer binders (matrices) for composites was explored.
Methods. In this study, the epoxy oligomers ED-20 and DER-330, laproxides 201B, DEG-1, E-181, and 703, laprolate 301, and their mixtures in various compositions were investigated. Their surface tension and the static and dynamic contact angles were determined by the Wilhelmy plate and ring methods on a semiautomatic tensiometer at different temperatures (20–60 °C). The static contact angle was measured on a thin aluminum borosilicate glass plate, and the dynamic contact angles were determined using an installation for measuring surface tension developed by NPO Stekloplastik.
Results. The surface tension and static and dynamic contact angles were obtained for all epoxy oligomers and active diluents, as well as for their mixtures at 20–60 °C. For binders based on systems of epoxy oligomers and active diluents, the impregnation rate of fiber reinforcement was also calculated. The introduction of laproxides or laprolates into the epoxy oligomers led to a decrease in surface tension and contact angles, while the increase in temperature increased the impregnation rate by 10–20 times.
Conclusions. The temperature increase from 20 to 60 °C resulted in a decrease in the surface tension of mixed systems of epoxy oligomers and active diluents by almost two times. In addition, the contact angles changed by only 4°–7°, while the impregnation was significantly improved and the corresponding rate increased by 10–20 times.
Цели. Определение поверхностного натяжения, статического и динамического углов смачивания при разных температурах для эпоксидных олигомеров марок ЭД-20 и DER-330; для активных разбавителей – алифатических соединений на основе глицидиловых эфиров – Лапроксидов и Лапролата разной структуры, функциональности, молекулярной массы, вязкости; а также для систем, состоящих из эпоксидных олигомеров и активных разбавителей разного состава. Также целью являлось создание эффективных полимерных связующих (матриц) для композитов.
Методы. В качестве объектов исследования использовали эпоксидные олигомеры марок ЭД-20 и DER-330; активные разбавители – Лапроксиды (201Б, ДЭГ-1, Э-181, 703) и Лапролат 301; а также системы эпоксидный олигомер + Лапроксид (Лапролат) разных составов. Поверхностное натяжение, статический и динамический углы смачивания определяли методом Вильгельми и методом отрыва кольца на полуавтоматическом тензиометре при разных температурах (20–60 ºС). Статический угол смачивания измеряли на тонкой пластине из алюмоборосиликатного стекла. Значения динамического угла смачивания определяли на установке для измерения поверхностного натяжения, разработанной АО «НПО Стеклопластик».
Результаты. Определены значения поверхностного натяжения, углов статического и динамического смачивания для эпоксидных олигомеров ЭД-20 и DER-330, Лапроксидов 201Б, ДЭГ-1, Э-181, 703 и Лапролата 301, а также для смешанных систем при температурах от 20 до 60 ºС. Рассчитаны скорости пропитки армирующих волокнистых наполнителей эффективными связующими на основе смешанных систем. Показано, что при введении в эпоксидные олигомеры Лапроксидов (Лапролата), поверхностное натяжение снижается, углы смачивания уменьшаются, температура повышается, в результате чего скорость пропитки возрастает в 10–20 раз.
Выводы. Повышение температуры от 20 до 60 ºС приводит к снижению поверхностного натяжения систем, состоящих из эпоксидных олигомеров и активных разбавителей, практически в 2 раза. Углы смачивания изменяются всего на 4°–7°, существенно улучшается качество пропитки, скорость пропитки увеличивается в 10–20 раз.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.