Influence of 2,4-diaminotoluene modifier on the physical and mechanical properties of epoxy composite coatings

Abstract

Для формування композитного матеріалу з підвищеними показниками фізико-механічних властивостей використано епоксидний діановий олігомер ЕД-20, твердник поліетиленполіамін ПЕПА і модифікатор 2,4 – діамінотолуен. Дана композиція може формуватися за кімнатних температур. Досліджено залежність вмісту 2,4 – діамінотолуену на фізико-механічні властивості епоксидних композитів. Модифікатор вводили у зв’язувач за вмісту від 0,25 до 2,00 mas.p. на 100 mas.p. зв’язувача. Модифікатор С7Н12N2 розчинний у метанолі, етанолі, ацетоні, етилацетоні, малорозчинний у воді. Для формування захисного покриття із поліпшеними когезійними властивостями оптимальний вміст модифікатора становить q = 1,0 mas.p. на 100 mas.p. епоксидного олігомера ЕД-20, що забезпечує підвищення здатності розробленого матеріалу чинити опір статичним, динамічним, а також навантаженням ударного характеру. За оптимального вмісту модифікатора у композиті ударна в’язкість становить W = 7,9 kJ/m2, модуль пружності при згинанні – 3,4 GPа, руйнівне напруження при згинанні – σзг = 57,2 MPа. Методом ІЧ-спектрального аналізу виявлено адсорбційну і каталітичну активність модифікатора, що забезпечує взаємодію з боковими групами ланцюга епоксидного олігомера, внаслідок чого зростає когезійна міцність матеріалів. ІЧ-спектроскопією встановлено зміну інтенсивності пропускання і площі поглинання. Композитний матеріал із умістом модифікатора q = 1,0…1,5 mas.p., на 100 mas.p. зв’язувача характеризується адсорбційною й каталітичною активністю, позаяк площа смуги поглинання при хвильовому числі ν = 3464,15 сm-1 сягає найменшого значення і становить – S = 265,1%. Це вказує на незначне блокування ОН-груп сорбованими молекулами води. Вказані процеси пов’язані з збільшенням аміногруп в одиниці об’єму зв’язувача за рахунок збільшення реакційної здатності до взаємодії із сегментами макромолекул епоксидної матриці. Таким чином, доведено ефективність використання даного модифікатора для створення модифікованого зв’язувача епоксидних композитів, що призначені для формування покриттів.

In the work for the formation of composite material with advanced physical and mechanical properties an epoxy dyanoic oligomer ED-20, a polyethylene polyamine (PEPA) and a modifier of 2,4 – diaminotoluenes were used. The dependence of the content of 2,4 – diaminotoluene on the physical and mechanical properties of epoxy composites is studied. For forming a protective coating with advanced cohesive properties, the optimum content of the modifier is q = 1,0 parts, by which the ability to withstand static, dynamic, and stress shock is increased. The method of the IR-spectral analysis revealed the adsorption and catalytic activity of the modifier, which provides interaction with the side groups of the chain of the epoxy oligomer, which increases the cohesive strength of the materials.