Усилители адгезии

Анализ современных тенденций в областях создания но­вых перспективных материалов и технологий свидетельст­вует о возрастающем интересе к объектам, размеры которых соизмеримы с длиной пробега электронов. В настоящее вре­мя интенсивно ведутся исследования в областях нанотехно­логий, позволяющих синтезировать указанные структуры, например, приемами химической сборки и молекулярного наслаивания. Данные материалы позволяют увеличить адгезионную прочность таких продуктов, как клей для стекла и клей для камня. По многим литературным данным, этим веществом является продукт химической модификации кремнеземов.

Реакция протекает в интервале температур 160-180°С в течение 2-3 часов и сопровождается выделением метилового спирта. Не вступивший в реакцию диметил отделял­ся центрифугированием, а затем кремнеземы экстрагируются в в течении 5-6 ч. Далее модифицированные кремнеземы сушатся при Т = 100°С до постоянной массы.

В результате взаимодействия кремнеземов и диметилов образуются модифицированные продукты (способствующие увеличению адгезии клея для стекла и клея для камня). В отличие от исходных кремнеземов в ИК-спектрах модифици­рованных продуктов появляются полосы, характерные для де­формационных колебаний PH-групп, интенсивность которых возрастает с увеличением содержа­ния активного вещества в полученных соединениях.

Для выявления структуры исходных и модифицированных кремнеземов используется рентгенографический метод ис­следования. В результате установлено, что сущест­венных изменений в структурах молекул модифицирован­ных кремнеземов не происходит. Эти данные свидетельствуют о том, что модифи­кация протекает на поверхности кремнеземов, являющегося компонентом для конечного продукта (клей для стекла, клей для камня).

Квантово-химический расчет электронного строения и гео­метрических характеристик различных моделей поверхно­сти исходных и модифицированных кремнеземов осуществ­лялся с помощью полуэмпирических методов. Полученные результаты позволяют прогно­зировать более высокую реакционную способность модифи­цированных кремнеземов по сравнению с не модифициро­ванными.

Так же влияет температура, соотношения реагентов на степень модификации кремнеземов.

Так, с повышением тем­пературы от 160°С до 180°С и увеличением массового из­бытка диметила по отношению к кремнезему,  требуемый продукт реакции возрастает.

Для оценки термостойкости клея для стекла и клея для камня необходимы термогравиметрические исследования. Из анализа полученных данных следует, что модифицированные кремнеземы обладают более высокой термостойкостью. Так при температуре 70°С исходный аэросил теряет 18% масс от исходной массы, а продукт его модификации - 6% масс. Для остальных модифицированных кремнеземов наблюдается аналогичная законеомерность.

Достаточно давно, исследована возможность использования в качестве отверждающего агента эпоксидной смолы ЭД-20 модифици­рованной белой сажи.

Так для создания многих клей для стекла и клей для камня, используются смолы ЭД-20 модифицированные белой сажей.

ИК-спектральные исследования отвержденной и не отвержденной смолы ЭД-20 говорят, что при модификации эпоксидной смолы ЭД-20 значительно уменьшается интенсивность полос деформаци­онных колебаний эпоксигрупп в области 900 см^-1, что под­тверждает химическое взаимодействие смолы и сажи.

Исходная белая сажа не взаимо­действует с эпоксидной смолой ЭД-20, она диспергирована в полимерной матрице в виде отдельных частиц, на поверхности, наблюдается образова­ние переходного слоя, что свидетельствует о химическом взаимодействии сажи с эпоксидной смолой ЭД-20.

Влияние содержания белой сажи в композициях клея для стекла и клея для камня на основе ЭД-20 на степень их отверждения определяется по изменению массы образцов после экстракции в течение 4 часов.

Степень отверждения возрастает с увеличением содержания белой сажи и достигает максималь­ного значения 92 % (при 20 % содержании сажи).

Максимальная степень отверждения (92%) достигается при температурах 140 - 180°С за три часа, а за тот же промежуток времени при понижении температуры до 100°С степень отверждения не превышает 85 %.

Выявлено, что белые сажи являются эффективными промоторами адгезии клея для стекла и клея для камня на основе ЭД-20.

Замена в клеевой композиции исходной сажи и отвердителя (ПЭПА) приводит к повышению адгезионной прочности при равномерном отрыве на 45 %.

Введение сажи в клеевые композиции холодного отвер­ждения также повышает адгезию композиций при склеива­нии стекла и камня. Замена компонентов клеев приводит к повышению адгезионной прочности при равномерном отрыве на 22 %.