Исследование физико-химических свойств эпоксиполиэтиленовых и эпокси-эпоксидных композиционных материалов

Рис.3.. Влияние мощности СВЧ-облучения Р на вид спектров ЭПР-модифицированных эпоксидных матриц
Как видно из ри­сунка 3, а. при стандартных условиях регистраций СВЧ - мощность 1,6 мвт отсутствует насыщение сигнала. Спектр ЭПР представляет собой суперпози­цию двух сигналов: широкого (Н=1-1,8) и более узкого (Н=6-8 чс). При уве­личении СВЧ - мощности до 16 мвт (рисунок 3, б) узкая компонента спектра исчезает, что указывает на плохую связь с решеткой парамагнитных центров, ответственных за этот сигнал. Поэтому эти центры можно связать с низкомо­лекулярными фрагментами, локализованными в полостях трехмерной струк­туры ЭИС. Поскольку амплитуда широкого сигнала при увеличении СВЧ- мощности практически не меняется, то его следует отнести к радикальному состоянию, локализованному на макромолекулярных цепях матрицы ЭИС. На это также указывает и большая полуширина сигнала. Спектры ЭПР осталь­ных исследованных образцов имеют примерно такую же форму и поэтому не приводятся.
При быстром нагреве до 200°С в первые несколько минут форма спектров практически не меняется, но амплитуда сигналов возрастает, что свидетель­ствует о начале реакции термодеструкции. В таблице 1 приведено отношение интенсивностей сигналов ЭПР при Т=200°С (после 4 минутной термообра­ботки) к исходной при Т=20°С для трех композиций различного состава.
Таблица 1
Зависимость спектров ЭПР модифицированных эпоксидных матриц от температуры термообработки

Состав композиции ЭИС: ПП:Э-181		(после термообработки в течение 30 мин)
		(до термообработки)
100:7:0	2,11	-
100:7:5	1,98	1,40
100:7:30	1,62	0,89

Как видно из таблицы, при увеличении содержания Э-181 в композиции отноше­ние интенсивностей падает, что указывает на положительное действие моди­фикатора на термостойкость композиций. На это также указывает приведен­ное в этой же таблице отношение интенсивностей сигнала ЭПР после термо­обработки в течении 30 мин при Т=200 °С, к исходной интенсивности сигна­ла образца. Видно, что в образцах с малым содержанием наполнителя про­цесс термообработки приводит к увеличению концентрации парамагнитных центров, в то же время для образца с большим содержанием Э-181 имеет ме­сто обратная картина.
Как видно из сравнения (рис. 4), в случае первого образца воздействие термообработки привело к необратимым изменениям формы сигнала: в основном возросло содержание низкомолекулярных фраг­ментов-продуктов деструкции.

а) образец с 5 масс.ч. ЭИС-181;
б) образец с 30 масс.ч. ЭИС-181
Рис. 4. Влияние отжига эпоксидных матриц на вид спектров ЭПР
В случае второго образца (рис.4) форма сигнала после термообработки практически не изменилась, что указывает на отсутствие детектируемого количества образовавшихся в ходе термодеструкции дефектов. Некоторое уменьшение интенсивности согнала, по- видимому, связано с рекомбинацией радикальных состояний в процессе термообработки вследствие их большей подвижности при высокой стабильно­сти радикальных состояний в этих композициях при комнатной температуре.
С точки зрения кинетической теории прочности полимеров существует корреляция между процессами механо- и термодеструкции, особенно в на­чальной стадии термодеструкции, при которой отсутствует катализирующее действие концентрации образовавшихся на цепях макромолекул дефектов на прочность межцепных химических связей. Поскольку именно в этой темпе­ратурно-временной области нами было проведено исследование процесса термодеструкций, то резюмируя выше изложенное, можно сделать следую­щие выводы[4,5].
Следовательно, увеличение в эпоксидных композициях до некоторого предела содержания модификаторов полиэтилена и Э-181 приводит к улуч­шению их свойств и, как следствие, к росту микро прочности пространствен­ной сетки, образованной ЭИС-1. Это может быть обусловлено как следстви­ем взаимодействия компонентов композиции между собой, так и следствием влияния природы модификатора на процесс формирования трехмерной по­лимерной матрицы ЭИС-1. Последнее, в частности, приводит к тому, что об­разующиеся в процессе получения радикальные состояния на макромолекулярных ЭИС-1 в присутствии модификаторов более стабильны. И по их кон­центрации можно, в принципе, судить об оптимальном содержании исполь­зованных в композициях модификаторов.