|
9 1 поперечных связей растет, жесткость композиции увеличивается, и, наконец, наступает такой момент, когда образуется продукт с очень частой пространственной структурой. К этому времени усадочные деформации, и временные внутренние напряжения достигают максимальных значений. Изменяя длительность сополигомеризации, получают составы, отверждение которых приводит к формированию реактопластов с широким спектром физических особенностей [109, 11, 116, 129] . 3.2. Оценка коррозионной стойкости модифицированного эпоксидного связующего ППК Практика эксплуатации полимерных композиций и полимерных изделий в строительстве требует решения назревших задач повышения их коррозионной стойкости, долговечности и надежности, научные достижения в этой области не всегда используются достаточно широко, так как необходимо учитывать весь комплекс факторов на стадиях проектирования, производства и эксплуатации, ремонта полимерных изделий, что требует большого практического опыта и глубоких теоретических знаний в области коррозии данных материалов. Воздействие агрессивных сред на материалы, и в частности на полимерный композит проявляется в изменении его структуры и свойств без нарушения целостности или с разрушением материалов [82, 94, 118, 119, 158]. При этом действие среды разделяется на физическое и химическое. Физическое действие сред на композит заключается в проникновении их между макромолекулами. Это воздействие, как правило, носит обратимый поверхностный и объемный характер. Поверхностное действие среды заключается в уменьшении поверхностной энергии на границе «тело-среда» в результате адсорбции, облегчающей процесс образования и развития трещин. Объемное действие среды приводит к значительному ухудшению основных прочностных показателей, а с другой стороны, к увеличению гибкости полимерных цепей и плас |
69 фотоколориметр тина КФК; иономер универсальный ЭВ-74; спектрофотометр СФ-26; лабораторная стеклянная и измерительная посуда; тигли фарфоровые с крышками № 3, № 4; ИК-спектрофотометр (8РЕКОК1) М80). Для проведения исследований использовались стандартные методы испытаний и оригинальные методики, разработанные в ВИСТех ВолгГАСУ. 2.3. Факторы долговечности изделий из полимер растворной композиции Несмотря на то, что практика эксплуатации полимерных композиций и полимерных изделий в строительстве требует решения назревших задач повышения их коррозионной стойкости, долговечности и надежности, научные достижения в этой области нс всегда используются достаточно широко, так как необходимо учитывать весь комплекс факторов на стадиях проектирования, производства и эксплуатации, ремонта полимерных (полимербетонных) изделий, что требует большого практического опыта и глубоких теоретических знаний в области коррозии данных материалов. На основе системного подхода к решению этой проблемы в результате анализа коррозионных явлений и разрушений предлагается сгруппировать факторы следующим образом: эксплуатационные, конструкционные, технологические и человеческие (рис. 2.5). При достаточно высокой стойкости полимерных материалов к воздействиям окружающей среды наиболее значимыми являются факторы: проницаемость поверхностного слоя; определенное количество влаги в капиллярно-пористом теле водорастворимого полимера; химические изменения полимерного композита под воздействием окружающей среды. 81 Оценку водостойкости и прогнозирование долговечности полимерного композита проводили по методике, изложенной в п. 2.1.2. Стойкость полимерной композиции в воде определяли по изменению веса и прочности образцов при растяжении после их выдержки в течение определенного периода времени в водной среде. Испытание проводили на образцах размером 5x5x2 см. Было изготовлено семь серий образцов, по три на каждый срок выдержки. Продолжительность экспонирования их в среде принята равной 360 суток при промежуточных сроках 30, 60, 90, 180 и 270 суток. Перед погружением в среду образцы измеряли и взвешивали. После определенного периода всестороннего воздействия на них реагента образцы вынимали из эксикаторов, сушили фильтровальной бумагой и подвергали испытанию на растяжение. Образцы нагружали непрерывно и равномерно до момента разрушения. 2.8. Сопротивление полимерной композиции действию различных агрессивных сред Воздействие агрессивных сред на материалы, и в частности на полимерный композит проявляется в изменении его структуры и свойств без нарушения целостности или с разрушением материалов [42, 87, 168). При этом действие среды разделяется на физическое и химическое. Физическое действие сред на композит заключается в проникновении их между макромолекулами. Это воздействие, как правило, носит обратимый поверхностный и объемный характер. Поверхностное действие среды заключается в уменьшении поверхностной энергии на границе «тело-среда» в результате адсорбции, облегчающей процесс образования и развития трещин. Объемное действие среды приводит к значительному ухудшению основных прочностных показателей, а с другой стороны, к увеличению гибкости полимерных цепей и пластификации композиции. Проникновение физически активных сред в тело осуществляется через микропоры и мелкие капилляры материалов. Химиче композиция еще достаточно эластична, в ней легко протекают релаксационные процессы, и внутренние напряжения практически отсутствуют. По мере дальнейшей сшивки число поперечных связей растет, жесткость композиции увеличивается, и, наконец, наступает такой момент, когда образуется продукт с очень частой пространственной структурой. К этому времени усадочные деформации, и временные внутренние напряжения достигают максимальных значений. Наиболее широко применяются физико-химические методы модификации структуры эпоксидных полимеров путем регулирования состава эпоксидных строительных композитов введением модификаторов и наполнителей. Известно, что фенолы вступают во взаимодействие с эпоксидными смолами при повышенных температурах. В процессе полимеризации фенол будет вызывать независимо протекающую реакцию этерификации за счет реакции присутствующих гидроксильных групп с эпоксидными группами. Отсутствие соответствующего количества гидроксильных групп в исходной системе не является преградой для реакции реакция будет протекать в основном за счет выделяющихся гидроксильных групп. Отверждение промышленных эпоксидных смол происходит в процессе полимеризации с аминами при комнатной температуре и нормальном давлении (холодное отверждение) либо при температурах от 100 до 150°С в присутствии ангидридов кислот (горячее отверждение). Холодное отверждение продолжается от 24 до 48 ч, при низких температурах оно протекает значительно медленнее (минимальная температура — +10 °С). Продолжительность процесса горячего отверждения может составлять от 30 мин до 48 ч. Концевая аминогруппа (первичный амии) взаимодействует с эпоксидной группой, принадлежащей молекуле смолы, следующим образом: 118 О / \ Ш ^ Ш а Ь С Н , — С Н . ОН -►Н-И N Н—СНз—СН |