Актуальность работы. Эпоксиднофенольные композиции (ЭФК) широко используются в различных отраслях промышленности, в частности для антикоррозионной защиты консервной тары, внутренней защиты аэрозольных упаковок и некоторых других целей, где необходимы универсальная химическая стойкость, высокая адгезионная прочность и эластичность получаемых покрытий. ЭФК давно привлекали внимание исследователей, однако, изучались лишь эпоксиднофенольные композиции, в состав которых вводили фенолформальдегидные олигомеры на основе таких фенолов как собственно фенол, изомеры крезола, третбутилфенол. Вне поля зрения оказались ЭФК, в состав которых в качестве фенольного компонента, вносящего основной вклад в реакцию отверждения, вводились бы фенолформальдегидные олигомеры на основе ди- фенилолпропана. Судя по результатам работ, впервые проведенных на кафедре химии и технологии полимерных пленкообразующих материалов РХТУ им. Д.И. Менделеева, ЭФК на основе дифенилолпропана благодаря наличию шарнирного фрагмента в последнем и большого количества реакционных центров по отношению к формальдегиду определяют возможность получения эпоксиднофенольных покрытий, сочетающих высокую эластичность и хорошую химическую стойкость.
Высокие требования, предъявляемые к качеству подобных эпоксиднофенольных лаков промышленностью, обуславливаются ответственностью целей их применения. Несмотря на крайне высокую актуальность проблемы качества ЭФК многие вопросы, связанные с их получением, до сих пор остаются неразрешёнными. Таким образом, насущным вопросом является обнаружение при¬чины недостатков качества ЭФК и выявление научно обоснованных путей их преодоления.
ЭФК получают при совмещении эпоксидного и фенолоформальдегидного олигомеров путем форконденсации, т.е. совместном прогреве олигомеров в течение определенного времени. Покрытия на основе таких композиций формируются на металлических подложках в виде тонких пленок (6-10 мкм). Столь
4
малая толщина пленок обуславливает сильное влияние на структуру покрытия как характера исходных компонентов, так и их форконденсатов, что заметно отражается на защитных характеристиках покрытий.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы являлось проведение систематических исследований по выявлению закономерностей структурообразования в системах, образующихся при совмещении эпоксидного и бутанолизированных дифенилолпропанформальдегидных олигомеров (БДФО) и установлении общей картины совмещения, которая даёт возможность направленно регулировать свойства эпоксиднофенольных композиций.
Научная новизна. Разработаны научно обоснованные принципы получения и применения ЭФК на основе БДФО. Впервые проведено комплексное исследование влияния различных факторов (характеристик БДФО, соотношения компонентов, времени форконденсации, различных растворителей, катализаторов, времени хранения композиций, температурно-временного режима отверждения) на формирование трехмерной структуры отвержденных эпоксиднофенольных покрытий, а также их эксплуатационные свойства. Выявлены пути направленного регулирования сетчатой структуры сшитых полимеров, определяющей физико-химические характеристики покрытий. Установлено, что структура форконденсатов различного состава в процессе хранения подвергается изменениям, в результате которых снижаются защитные характеристики эпоксиднофенольных покрытий. Показаны принципиальные пути стабилизации самопроизвольного структурообразования эпоксиднофенольных композиций при хранении
Практическая значимость. Полученные в диссертационной работе результаты являются практической основой для направленного регулирования свойств ЭФК и получения покрытий на их основе с повышенными эксплуатационными свойствами. Разработаны методы постадийного контроля синтеза БДФО, легко реализуемые в промышленности и обеспечивающие получение продуктов с хорошей воспроизводимостью характеристик. Предложен новый
5
латентный катализатор отверждения ЭФК, позволяющий значительно повысить стабильность свойств композиций при длительном хранении.
