Практикум по дисциплине «Химия полимеров», «Химия композиционных материалов»

АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИАМИНЫ 
Большинство ароматических полиаминов представляют собой 
твердые вещества, поэтому их введение в состав смолы, как правило, 
производится путем плавления при повышенных температурах. Срок 
жизни таких композиций намного выше, чем в случае алифатических 
полиаминов, причем для обеспечения оптимальных характеристик 
готового материала отверждение требуется проводить при повышен-
ной температуре. 
Отвержденные системы демонстрируют отличные эксплуатацион-
ные характеристики до температуры около 150 °C, а кроме того харак-
теризуются очень малой усадкой, меньшей, чем при использовании 
алифатических аминов. Они применяются в клеевых композициях, 
при изготовлении укладываемых влажным способом ламинатов, в 
технологической оснастке, герметизации небольших деталей, а также 
при нанесении покрытий. 
РАСЧЕТ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ 
Требуется точная дозировка отвердителя при составлении компо-
зиции. Для каждой смолы необходимое количество рассчитывается 
отдельно. Присутствие активного разбавителя также необходимо учи-
тывать в расчетах. Чем короче цепь отвердителя, тем меньше время 
жизни композиции и тем более хрупким получается полимер. 
Для получения оптимальных свойств отвержденного материала 
при использовании полифункциональных отвердителей, взаимодей-
ствующих с эпоксидными группами (в частности, аминов), желатель-
но, чтобы участвующие в реакции смола и отвердитель были взяты 
примерно в стехиометрических количествах. Для определения необ-
ходимого соотношения могут быть выполнены следующие расчеты, 
например, при использовании отвердителя ДЭТА: 
1. Для расчета эквивалентного веса входящего в состав амина во-
дорода воспользуйтесь следующим уравнением: 
(
)
(
)
э
H
M
А м и н а
m
H
N

Так для ДЭТА: 
(
)
1 0 3 , 2
(
)
2 0 , 6
/
5
э
H
M
Д Э Т А
m
H
г м о л ь
N




---

79 
Значения аминных эквивалентов важнейших отвердителей приве-
дены в Приложении 6.
2. Стехиометрическое соотношение эпоксидной смолы и амина 
выражают в количестве весовых частей отвердителя (
Х
) на 100 весо-
вых частей смолы: 
(
)1 0 0
э
m
H
X
E E W

, 
где, 
E E W

эпоксидный эквивалент, г/моль. 
Значения 
EEW
важнейших эпоксидных смол приведены в Прило-
жении 4. 
Так, для отверждения эпоксидной смолы Epikote 828 отвердителем 
ДЭТА: 
(
)1 0 0
2 0 , 6 1 0 0
1 0 , 9
1 8 9
э
с м о л ы
m
H
X
E E W




3. Достаточно часто эпоксидные смолы смешиваются с различны-
ми химическими веществами, наполнителями, а также с химически 
активными или инертными модификаторами. В этом случае следует 
скорректировать концентрацию отвердителя таким образом, чтобы 
произошло отверждение лишь реакционноспособной части смеси; 
например, смолы и любых присутствующих химически активных раз-
бавителей. Это может быть легко сделано путем расчета эпоксидного 
эквивалента (EEW) всей смеси с последующим определением количе-
ства отвердителя, которое необходимо добавить к 100 частям компо-
зиции (п. 2). 
a
b
c
a
b
c
с м е с и
с м е с и
m
m
m
E E W
E E W
E E W
m
E E W



, 
где, 
с м е с и
m

масса смеси, г; 
, (
, )
a
b c
m

масса компонентов a, b и c, г; 
с м е с и
E E W

эпоксидный эквивалент смеси, г/моль; 
, (
, )
a
b c
E E W

эпоксидный эквивалент компонентов a, b и c, г/моль 
Так, для композии: 
Компонент
Весовых частей
EEW
 
ЭД-20
Лапроксид 702
Cardura E10P
Наполнитель
100
20
50
170
189
430
240
-

---

80 
Общее число весо-
вых частей
340
Эпоксидный эквивалент смеси: 
1 0 0
2 0
5 0
1 8 9
4 3 0
2 4 0
3 4 0
4 3 4
/
с м е с и
E E W
г м о л ь




Расчетное количество отвердителя ДЭТА: 
(
)1 0 0
2 0 , 6 1 0 0
4 , 7 5
4 3 4
э
с м е с и
m
H
X
E E W




. 
Таким образом, на 100 весовых частей композиции необходимо 
4,75 весовых частей отвердителя ДЭТА.