Исследования кислотно-основных поверхностных свойств волокнистых наполнителей




Скачать 54.21 Kb.
Дата09.04.2016
Размер54.21 Kb.
ИССЛЕДОВАНИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ
Е.С. БАРАБАШ, Ю.В. ПОПОВ, канд. техн. наук, С.А. ГАПЕЕВ

Харьковский национальный университет строительства и архитектуры

61002, Украина, г. Харьков, ул. Сумская, 40

E-mail: cherylady@mail.ru
В последние годы широко используются волокнистые наполнители для получения новых видов армированных пластиков [1].

Известно, что твердая поверхность в результате адсорбционного взаимодействия с компонентами эпоксидного связующего может оказывать определенное влияние на процессы отверждения и формирования полимерной сетки. Введение волокнистых наполнителей в эпоксиполимерные системы может привести к появлению широкого спектра взаимодействий: от слабых физических (вандерваальсовых) до химических на границе раздела фаз наполнитель-связующее [2]. Очевидно, что природа этих взаимодействий в значительной мере будет зависеть от химии поверхности наполнителей. В связи с вышеизложенным, изучение кислотно-основных поверхностных свойств волокнистых наполнителей является актуальным.

В качестве волокнистых наполнителей были выбраны стекловолокно и базальтовое волокно, а также базальтовая микрофибра. Волокно использовалось обработанное замасливателем, а так же без него. Для удаления замасливателя использовался термический способ обработки волокна и удаление замасливателя при помощи растворителя «Бензин Калоша». При термическом методе удаления замасливателя, производился отжиг волокна при t=400ºC (базальтовое волокно) и 250 ºС (стекловолокно). Базальтовое и стекловолокно рубилось на отрезки длиной 3-5 мм.

Для оценки кислотно-основных поверхностных свойств волокнистых наполнителей использовали индикаторный метод фиксации распределения центров адсорбции в спектрофотометрическом варианте, который позволяет определять активные центры определенного типа по показателю кислотности pКa и оценить их содержание [3].

Результаты исследования кислотно-основных центров волокнистых наполнителей представлены в табл. 1.

Как и ожидалось, меньше всего активных центров на поверхности исходных волокон, обработанных замасливателем или аппретом.


Таблица 1 - Кислотно-основные свойства поверхности волокон



Волокно

Концентрация активных центров, q, мкмоль/г

Брестедовские

кислотные



Бренстедовские основные




+1,5

+5,0

+6,4



+7,3

+8,0

+10,5



Сумма

Базальтовая микрофибра

3

3

10

16

2

1

3

6

22

Базальтовое волокно

0,2

0,4

0,4

1

0,2

0,2

0,7

1,1

2,1

Отожженное базальтовое волокно

1

4

1

6

8

1

3

12

18

Стекловолокно

0,5

1,3

0,3

2,1

0,4

0,3

0,6

1,3

3,4

Отмытое стекловолокно

3

2

11

16

3

2

4

9

25

Отожженное

стекловолокно



2

3

1

6

4

4

4

12

18

Обнаружено также, что наибольшее количество активных центров адсорбции наблюдается на поверхности базальтовой микрофибры и отмытого от замасливателя стекловолокна – 22 и 25 мкмоль/г, соответственно. Причем наибольший вклад в общее количество вносят слабокислые бренстедовские центры с рКа=6,4, обладающие, как известно, невысокой каталитической активностью по отношению к отверждающимся эпоксиаминным системам [4].

Исследования показали также, что термоотжиг стеклянного и базальтового волокон приводит к заметному снижению количества кислотных центров (ОН-группы) на поверхности волокон по сравнению с отмытыми волокнами, что связано, по-видимому, с процессами дегидроксилирования поверхности при повышенных температурах.

Таким образом, исследованы кислотно-основные свойства волокнистих наполнителей. Показано, что химические свойства поверхности волокон зависят как от химического состава, так и от способа их предварительной подготовки и наличия замасливателя.




  1. Берлин, Ал. Ал. Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) / Ал. Ал. Берлин // Сорос. образоват. журн. - 1995. - № 1. - С. 57-65.

  2. Липатов Ю. С. Физическая химия наполненных полимеров / Ю.С. Липатов. – М.: Химия, 1977. – 304 c.

  3. Нечипоренко А. П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердых оксидов и халькогенитов: автореф. дис. на соискание наук. степени д-ра хим. наук: 02.00.18 «Химия, физика и технология поверхности» / А. П. Нечипоренко. – СПб., 1995. - 40 с.

4. Сорокин М. Ф. Химия и технология пленкообразующих веществ / М. Ф. Сорокин, З. А. Кочнова, Л. Г. Шодэ. – М.: Химия, 1989. – 480 с.


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница