Полимерные покрытия на основе эпоксидно-фенольных смол широко применяются для защиты углеродистой стали в нефтедобывающей и транспортной отраслях. Основной причиной потери адгезии и разрушения таких покрытий является диффузия агрессивных жидкостей через полимерную матрицу. Несмотря на подробную изученность сорбции воды термореактивными полимерами, данные о термодинамической совместимости эпоксидно-фенольных материалов с органическими растворителями представлены недостаточно. В работе для количественной оценки совместимости использован критерий Флори-Хаггинса, позволяющий прогнозировать образование истинного раствора или гетерофазной дисперсии в системе полимер–жидкость. Объектами исследования служили свободные пленки толщиной 180 ± 25 мкм на основе эпоксидно-фенольной смолы, отвержденной тремя ароматическими полиаминами: на основе карданола, диэтилтолуолдиамином и метилен-бис(орто-этиланилином). Кинетику сорбции в дистиллированной воде и о-ксилоле изучали гравиметрическим методом, изменение термомеханических свойств оценивали методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Установлено, что максимальная степень набухания в воде убывает в ряду: отвердитель на основе карданола > диэтилтолуолдиамин > метилен-бис(орто-этиланилин), тогда как в о-ксилоле последовательность меняется: карданольный отвердитель > метилен-бис(орто-этиланилин) > диэтилтолуолдиамин. Рассчитанные значения критерия Флори-Хаггинса свидетельствуют, что термодинамическая совместимость напрямую зависит от наличия полярных групп в структуре отвердителя. Наибольшая сорбция воды и о-ксилола зафиксирована для полимера с сшивающим агентом на основе карданола, что объясняется присутствием гидроксильной группы и длинного алифатического фрагмента. Методом ДСК установлено, что температура стеклования для полимера на основе диэтилтолуолдиамина после экспозиции в агрессивных средах не претерпела существенных изменений.

1. Студеникина Л.Н., Домарева С.Ю., Голенских Ю.Е., Матвеева А.В. Особенности высоконаполненных композитов на основе различных марок поливинилового спирта // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 1. С. 316–322. doi: 10.20914/2310-1202-2021-1-316-322

2. Kouser T., Nur F., Aliyu A., Altaf F. et al. Applications of epoxy resins as a coating technology in fluid systems // ChemBioEng. 2025. V. 12. № 2. P. e70000. doi: 10.1002/cben.70000

3. Xian G., Niu Y., Qi X., Tian J. et al. Water absorption and property evolution of epoxy resin under hygrothermal environment // Journal of Materials Research and Technology. 2024. V. 31. P. 3982–3997. doi: 10.1016/j.jmrt.2024.07.123

4. Uthaman A., Xian G., Thomas S. et al. Durability of an Epoxy Resin and Its Carbon Fiber-Reinforced Polymer Composite upon Immersion in Water, Acidic, and Alkaline Environments // Polymers. 2020. V. 12. P. 614. doi: 10.3390/polym12030614

5. Borges C., Marques E.A.S., Carbas R.J.C. et al. Review on the Effect of Moisture and Contamination on the Interfacial Properties of Adhesive Joints // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2020. V. 235. № 3. P. 527–549. doi: 10.1177/0954406220944208

6. Jones F.R. Durability of reinforced plastics in liquid environments // Pritchard G. (ed.) Reinforced Plastics Durability. CRC Press, 1999. P. 70–110. doi: 10.1201/9781420050640.ch4

7. Searle T.J., Summerscales J. Review of the durability of marine laminates // Pritchard G. (ed.) Reinforced Plastics Durability. CRC Press, 1999. P. 219–266. doi: 10.1201/9781420050640.ch10

8. Garcia-Espinel J.D., Castro-Fresno D., Parbole-Borrego P. et al. Effects of sea water environment on glass fiber reinforced plastic materials used for marine civil engineering constructions // Materials & Design. 2015. V. 66. Pt. A. P. 46–50. doi: 10.1016/j.matdes.2014.10.042

9. Hawa A., Abdul Majid M.S., Afendi M., Marzuki H.F.A. et al. Burst strength and impact behaviour of hydrothermally aged glass fibre/epoxy composite pipes // Materials & Design. 2016. V. 89. P. 455–464. doi: 10.1016/j.matdes.2015.10.008

10. Yamilinets S.Yu., Konukhov V.Yu., Yamilinets V.Yu. et al. Capillary effect in the layers of rubber-fabric composites // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2024. V. 58. № 4. P. 1334–1339. doi: 10.1134/S0040579524601948

11. Assarar M., Scida D., El Mahi A., Poilâne C. et al. Influence of water ageing on mechanical properties and damage events of two reinforced composite materials: flax-fibres and glass-fibres // Materials & Design. 2011. V. 32. № 2. P. 788–795. doi: 10.1016/j.matdes.2010.07.024

12. Weitsman Y.J. Fluid Effects in Polymers and Polymeric Composites. New York: Springer Science & Business Media, 2011. doi: 10.1007/978-1-4419-9533-9

13. Berketis K., Tzetzis D., Hogg P.J. The influence of long term water immersion ageing on impact damage behaviour and residual compression strength of glass fibre reinforced polymer (GFRP) // Materials & Design. 2008. V. 29. № 7. P. 1300–1310. doi: 10.1016/j.matdes.2007.07.001

14. Jacquemin F., Vautrin A., Fréour S. A thermodynamical approach to model coupled hygro-mechanical phenomena in polymers under symmetrical and asymmetrical mechanical loads // International Journal of Solids and Structures. 2018. (Примечание: требуются том, номер, страницы, DOI)

15. Derrien K., Gilormini P. The effect of moisture-induced swelling on the absorption capacity of transversely isotropic elastic polymer–matrix composites // International Journal of Solids and Structures. 2009. V. 46. № 6. P. 1547–1553. doi: 10.1016/j.ijsolstr.2008.11.014

16. Startsev V.O., Molokov M.V., Kuperman A.M. et al. Effect of outdoor exposure on the moisture diffusion and mechanical properties of epoxy polymers // Polymer Testing. 2018. V. 65. P. 281–296. doi: 10.1016/j.polymertesting.2017.12.007

17. Becker O., Varley R.J., Simon G.P. Thermal stability and water uptake of high performance epoxy layered silicate nanocomposites // European Polymer Journal. 2004. V. 40. № 1. P. 187–195. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2003.09.008

18. Ozeren Ozgul E., Ozkul M.H. Effects of epoxy, hardener, and diluent types on the hardened state properties of epoxy mortars // Construction and Building Materials. 2018. V. 187. P. 360–370. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.07.215

19. Varganici C.D., Rosu L., Rosu D., Rosca I. et al. Surface Degradation of DGEBA Epoxy Resins Cured with Structurally Different Amine Hardeners: Effects of UV Radiation // Polymers. 2024. V. 16. P. 67. doi: 10.3390/polym16010067

20. Morsch S., Wand C.R., Gibbon S., Irwin M. et al. The effect of cross-linker structure on interfacial interactions, polymer dynamics and network composition in an epoxy-amine resin // Applied Surface Science. 2022. V. 606. P. 155380. doi: 10.1016/j.apsusc.2022.155380

21. McConnell B.K., Pethrick R.A. Dielectric studies of water absorption and desorption in epoxy resins: influence of cure process on behaviour // Polymer International. 2008. V. 57. № 5. P. 689–699. doi: 10.1002/pi.2324

22. Pereira A.A.C., d'Almeida J.R.M. Effect of the hardener to epoxy monomer ratio on the water absorption behavior of the DGEBA/TETA epoxy system // Polimeros. 2016. V. 26. № 1. P. 30–37. doi: 10.1590/0104-1428.2106

23. Bignotti F., Pandini S., Baldi F. et al. Effect of the resin/hardener ratio on curing, structure and glass transition temperature of nanofilled epoxies // Polymer Composites. 2011. V. 32. № 7. P. 1034–1048. doi: 10.1002/pc.21120

24. Taysun M.B., Dam-Johansen K., Bi H. Hydrogen bonding and anti-plasticization in epoxy coatings: Molecular insights into water uptake and network stability // Progress in Organic Coatings. 2025. V. 200. P. 109602. doi: 10.1016/j.porgcoat.2025.109602

25. Morsch S., Lyon S., Greensmith P., Smith S.D. et al. Water transport in an epoxy–phenolic coating // Progress in Organic Coatings. 2015. V. 78. P. 293–299. doi: 10.1016/j.porgcoat.2014.08.006

26. Morsch S., Lyon S., Smith S.D., Gibbon S.R. Mapping water uptake in an epoxy-phenolic coating // Progress in Organic Coatings. 2015. V. 86. P. 173–180. doi: 10.1016/j.porgcoat.2015.05.017

27. Конюхов В.Ю., Ямилинец В.Ю., Литвинов Д.С. и др. Термодинамика скрытой маркировки упаковки из прозрачной термоусадочной пленки // Вестник ВГУИТ. 2025. Т. 87. № 2. С. 121–128. doi: 10.20914/2310-1202-2025-2-121-128

28. Wazarkar K., Sabnis A.S. Phenalkamine Curing Agents for Epoxy Resin: Characterization and Structure Property Relationship // Pigment & Resin Technology. 2018. V. 47. № 4. P. 281–289. doi: 10.1108/PRT-08-2017-0071