Целью данной работы является повышение физико-химических, деформационно-прочностных свойств и снижение горючести композитов на основе эпоксидной смолы путём введения модификатора полифункционального действия олиго(резорцинфенилфосфата) с концевыми фенильными группами и дисперсных минеральных наполнителей – диорита и хромита. В результате проведенных исследований установлено оптимальное содержание модификатора в составе эпоксидного композиции – 40 масс.ч., обеспечивающее повышение эксплуатационных свойств композитов: в 2 раза возрастает изгибающее напряжение, на 28% повышается прочность при сжатии, в 2 раза возрастает ударная вязкость, при этом незначительно снижается модуль упругости и твердость композитов. Введение модификатора в эпоксидный полимер обеспечивает повышение теплостойкости с 86 до 132–156 °С, а так же увеличение термостойкости композита, что проявляется в смещении начальной температуры основной стадии деструкции в область более высоких температур (с 200 до 230 °С), при этом, также отмечено повышение выхода карбонизованных структур с 40 до 54 %, обеспечивающее уменьшение выделения летучих продуктов пиролиза в газовую фазу, что приводит к снижению горючести эпоксидного композита и проявляется в снижении его потерь массы при поджигании на воздухе с 78 до 4,7% и возрастании кислородного индекса с 19 до 28% объемных, что переводит материал в класс трудновоспламеняемых. Выбрано рациональное содержание диорита и хромита как наполнителя (100 масс.ч. хромита и 50 масс.ч. диорита), обеспечивающее повышение физико-механических характеристик и снижение себестоимости продукции: на 15–30% возрастает изгибающее напряжение и в 3,5–4,5 раза повышается модуль упругости при изгибе, на 35% возрастает прочность и на 50–240% модуль упругости при растяжении, на 68–95% возрастает твердость, при этом удается сохранить ударную вязкость на уровне ненаполенного пластифицированного композита. Кроме того, доказано, что введение как диорита, так и хромита обеспечивает повышение термо- и теплостойкости эпоксидных композитов, а также приводит к снижению горючести эпоксидного композита: снижаются потери массы при поджигании на воздухе до 1,2–2,2% и возрастает кислородный индекс с 28 до 30–35% объемных, таким образом, материал не поддерживает горение на воздухе и относится к классу трудновоспламеняемых. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта для молодых ученых СГТУ имени Гагарина Ю.А. (проект СГТУ-287).

Эпоксидная смола, модификация, замедлители горения, снижение горючести, свойства

1. Radoman T.S., Dzunuzovic J.V., Jeremic K.B., Grgur B.N. et al. Improvement of epoxy resin properties by incorporation of TiO2 nanoparticles surface modified with gallic acid esters // Materials and Design. 2014. № 62. P. 158–167.

2. Kumara R., Kumarb K., Sahooc P., Bhowmika S. Study of mechanical properties of wood dust reinforced epoxy composite // Procedia Materials Science. 2014. № 6. P. 551–556.

3. Qian L., Qiu Y., Sun N., Xu M.et al. Pyrolysis route of a novel flame retardant constructed by phosphaphenanthrene and triazine-trione groups and its flame-retardant effect on epoxy resin // Polymer Degradation and Stability. 2014. № 107. P. 98–105.

4. Осипов П.В., Осипчик В.С., Смотрова С.А., Савельев Д.Н. Регулирование свойств наполненных эпоксидных олигомеров // Пластические массы. 2011. № 4. С. 3–5.

5. Стухляк П.Д., Карташов В.В., Соривка И.Т., Скороход А.З. Влияние ферромагнитных наполнителей на ударную вязкость и седиментационную стойкость эпоксикомпозитов, сформированных под воздействием переменного магнитного поля // Перспективные материалы. 2013. № 6. С. 63–68.

6. Старокадомский Д.Л., Ткаченко А.А., Гаращенко И.И. Изменение свойств композита полиэпоксид-нанокремнезём после модифицирования поверхности наполнителя исходной эпоксидной смолой // Пластические массы. 2015. № 5–6. С. 50–55.

7. Еремеева Н.М., Никифоров А.В., Свешникова Е.С., Панова Л.Г. Исследование свойств эпоксидных композиций на основе модифицированных целлюлозосодержащих материалов // Молодой ученый. 2015. № 24.1 (104.1). С. 20–23.

8. Плакунова Е.В., Панова Л.Г. Исследование возможности использования технологических отходов химических производств в качестве наполнителей полимерных матриц // Химическая промышленность. 2013. Т. 90. № 6. C. 295–301.

9. Мостовой А.С., Плакунова Е.В., Панова Л.Г. Разработка огнестойких эпоксидных композиций и исследование их структуры и свойств // Перспективные материалы. 2014. № 1. С. 37–43.

10. Ширшова Е.С., Татаринцева Е.А., Плакунова Е.В., Панова Л.Г. Изучение влияния модификаторов на свойства эпоксидных композиций // Пластические массы. 2006. № 12. C.34–36.

11. Mostovoi A.S., Yakovlev E.A., Burmistrov I.N., Panova L.G. Use of Modified Nanoparticles of Potassium Polytitanate and Physical Methods of Modification of Epoxy Compositions for Improving Their Operational Properties // Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. V. 88. № 1. P. 129–137.

12. Садыгов Ш.Ф., Ищенко Н.Я., Агаева С.А. Модификация ЭД20 глицидными эфирами некоторых бензойных кислот // Пластические массы. 2008. № 3. С. 24–26.