Осцилляционная реометрия процесса отверждения эпоксидных связующих, модифицированных полиэфиримидом

Цели. Определение влияния полиэфиримида на процесс отверждения эпоксидных связующих.
Методы. Методом осцилляционной реометрии фиксировали зависимость модуля накопления и модуля потерь эпоксиаминных систем от времени отверждения на приборе MCR 302 фирмы Anton Paar с частотой колебаний 1 Гц и амплитудой, соответствующей области линейной вязкоупругости, при трех температурах 160, 170 и 180℃. По полученным зависимостям определяли точку кроссовера при равенстве составляющих комплексного модуля упругости.
Результаты. Установлено влияние полиэфиримида на процесс отверждения эпоксиаминных связующих при содержании термопласта от 5 до 20 мас. ч. на 100 мас. ч. эпоксидного олигомера при трех температурах. Для системы, модифицированной 20 мас. ч. полиэфиримида, зафиксировано фазовое разделение в процессе сшивания. В системах, содержащих 10 и 20 мас. ч. полиэфиримида, предельное значение модуля упругости оказывается выше при 170℃, чем при 180℃.
Выводы. Введение полиэфиримида в эпоксиаминные связующие в количестве 5–20 мас. ч. увеличивает время достижения точки кроссовера. При этом наиболее сильно замедляется процесс отверждения для системы, содержащей 10 мас. ч. термопласта, время достижения точки кроссовера которой оказывается наибольшим при всех трех температурах эксперимента.

1. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С., Горбаткина Ю.А., Крыжановский В.К., Куперман А.М., Симонов-Емельянов И.Д., Халиулин В.И., Бунаков В.А. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. 6-е изд. СПб.: ЦОП «Профессия»; 2024. 712 с. ISBN 978-5-91844-136-5

2. Chen F., Zhang Y., Sun T., Han C.C. Miscibility, Phase Separation and Mechanism of Phase Separatrion in Epoxy/Thermoplastic Blends. In: Parameswaranpillai J., Hameed N., Pionteck J., Woo E. (Eds.). Handbook of Epoxy Blends. Springer; 2017. P. 487–521. http://doi.org/10.1007/978-3-319-40043-3_17

3. Chen Z., Luo Z., Huang Z., Cai C., Tusiime R., Li Z., Wang H., Cheng C., Liu Y., Sun Z., Zhang H., Yu J. Synergistic toughen epoxy resin by incorporation of polyetherimide and amino groups grafted MWCNTs. Composit. Commun. 2020;21(8):100377. https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100377

4. Sun Z., Xu L., Chen Z., Wang Y., Tusiime R., Cheng C., Zhou S., Liu Y., Yu M., Zhang H. Enhancing the Mechanical and Thermal Properties of Epoxy Resin via Blending with Thermoplastic Polysulfone. Polymers. 2019;11(3):461–478. https://doi.org/10.3390/polym11030461

5. Yu G., Wu P. Effect of chemical modified graphene oxide on the phase separation behaviour and properties of an epoxy/polyetherimide binary system. Polym. Chem. 2014;5(1):96–104. https://doi.org/10.1039/C3PY00878A

6. Бресская А.Д., Трофимов Д.А., Симонов-Емельянов И.Д., Шалгунов C.И., Соколов В.И. Исследование поверхностного натяжения и углов смачивания для создания эффективных полимерных связующих на основе эпоксид ных олигомеров с активными разбавителями. Тонкие химические технологии. 2020;15(3):47–57. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-3-47-57

7. Muthalif M., Choe Y. Influence of Maleinized Polybutadiene on Adhesive Strenght and Toughness of Epoxy Resins. Int. J. Polym. Sci. 2022;2022(1):1–8. https://doi.org/10.1155/2022/9517467

8. Deng H., Yuan L., Gu A., Liang G. Facile strategy and mechanism of great toughening epoxy resin using polyethersulfone through controlling phase separation with microwave-assisted thermal curing technique. J. Appl. Polym. Sci. 2019;137(8):48394. http://doi.org/10.1002/app.48394

9. Shapagin A.V., Budylin N.Yu., Chalykh A.E., Solodilov V.I., Korokhin R.A., Poteryaev A.A. Phase Equilibrium, Morphology, and Physico-Mechanics in EpoxyThermoplastic Mixtures with Upper and Lower Critical Solution Temperatures. Polymers. 2021;13(1):35–47. https://doi.org/10.3390/polym13010035

10. Johnson L.M., Huffman N.D. Rheology of Epoxy/ Thermoplastic Blends. In: Parameswaranpillai J., Hameed N., Pionteck J., Woo E. (Eds.). Handbook of Epoxy Blends. Springer; 2017. P. 613–648. http://doi.org/10.1007/978-3-319-40043-3_21

11. Аринина М.П., Костенко В.А., Горбунова И.Ю., ИльинC.О., Малкин А.Я. Кинетика отверждения эпоксидного олигомера диаминодифенилсульфоном. Реология и калориметрия. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2018;60(5): 418–425. https://doi.org/10.1134/S2308112018050012

12. Cicala G., Mamo A., Latteri A., Recca G. Epoxy/thermoplastic blends: the effect of two different aromatic modifiers. J. Mater. Des. Appl. 2011;225(4):316–326. http://doi.org/10.1177/1464420711411397

13. Polunin S.V., Gorbunova I.Yu., Kerber M.L., Khokhlova E.V., Kryuchkov I.A., Kravchenko T.P., Studying the Rheokinetics of Curing Processes in Epoxy Amine Binders Modified with Carding Polysulfon. Polym. Sci. Ser. D. 2023;16(4):824–829. http://doi.org/10.1134/S1995421223040275

14. Lee S.-Y., Kang M.-J., Kim S.-H., Rhee K.-Y., Lee J.-H., Park S.-J. Roles of Small Polyetherimide Moieties on Thermal Stability and Fracture Toughness of Epoxy Blends. Polymers. 2021;13(19):3310–3320. http://doi.org/10.3390/polym13193310

15. Аринина М.П., Ильин C.О., Макарова В.В., Горбунова И.Ю., Кербер М.Л., Куличихин В.Г. Совместимость и реологические свойства смесей эпоксидианового олигомера с ароматическими полиэфирами. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2015;57(2):152–161. https://doi.org/10.7868/S2308112015020017

16. Guo Q., Zhu P., Li G., Huang L., Zhang Yu., Lu D., Sun R., Wong C.P. One-pot synthesis of bimodal silica nanospheres and their effects on the rheological and thermalmechanical properties of silica-epoxy composites. RSC Adv. 2015;5(62):50073–50081. https://doi.org/10.1039/C5RA06914A