Леонова Н. Г. Синтез, структура та властивості епоксидно-полісилоксанових нанокомпозитів катіонної полімеризації

Об'єкт: Структуроутворення та властивості епоксидних полімерів і епоксидно-полісилоксанових композитів, одержаних з використанням катіонної полімеризації епоксидної матриці та in situ золь-гель синтезу полісилоксанового наповнювача. Мета: Синтез епоксидно-полісилоксанових композитів катіонної полімеризації з високим рівнем експлуатаційних властивостей із застосуванням in situ золь-гель методу одержання полісилоксанових частинок. Методи дослідження: ІЧ-спектроскопія; диференційна сканувальна калориметрія; золь-гель аналіз; термомеханічний аналіз; диференційний термомеханічний аналіз; сканувальна електронна мікроскопія; трансмісійна електронна мікроскопія; метод малокутового розсіювання рентгенівських променів; динамічний механічний аналіз; газоволюмометричний метод; дериватографічний метод; метод ґратчастих надрізів; потенціодинамічний метод; гравіметричний метод. Визначено мікротвердість та міцність при ударі одержаних полімерів і композитів. Результати: Встановлено закономірності формування, структурні особливості та досліджено властивості епоксидно-полісилоксанових нанокомпозитів катіонної полімеризації при використанні золь-гель методу для формування полісилоксанових частинок і каталізаторів катіонної полімеризації - комплексів трифториду Бору з протонодонорами. Запропоновано схеми проведення синтезу нанокомпозитів, які передбачають видалення продуктів гідролітичної поліконденсації тетраетоксисилану, спирту і води, в тому числі їх випаровування з поверхневого шару тонкого покриття. Встановлено, що в полімерній матриці формуються структури фрактального типу з первинних ПСЧ розміром 4-14 нм, при цьому розміри наночастинок збільшуються з підвищенням вмісту наповнювача. Кількість рівнів структурної організації в композитах залежить від вмісту полісилоксанової складової. Визначено топологічні, теплофізичні та релаксаційні характеристики одержаних полімерів і композитів. При вмісті ПСЧ 0,5-1,5 мас. % в композитах проявляється армувальний вплив ПСЧ на полімерну матрицю: підвищується модуль пружності, збільшується ефективна густина зшивання при одночасному зниженні температури склування. При концентраціях ПСЧ вище 1,5 мас. % відбувається порушення топологічної структури: знижується густина зшивання і температура склування. Встановлено, що одержані епоксидно-полісилоксанові нанокомпозитні покриття характеризуються високою хімічною стійкістю, максимальною міцністю при ударі та підвищеною адгезією до алюмінієвого сплаву Д16. Покриття на основі композитів, одержаних при кімнатній температурі та з використанням високотемпературного тверднення епоксидної складової, забезпечують високу ефективність антикорозійного захисту поверхні алюмінієвого сплаву Д16. Галузь використання: покриття для захисту металевих поверхонь від корозії.