Сохранение свойств при хранении, время жизни и желатинизации связующего
Время жизни связующего без катализаторов-отвердителей зависит от условий хранения (особенно от температуры и влажности), доступа воздуха и от наличия примесей. Как было сказано выше, вязкость является хорошим индикатором жизнеспособности связующего.
После введения катализаторов-отвердителей начинается «рабочая» жизнь связующего. Вязкость системы изменяется во времени. Время желатинизации (время гелеобразования) системы связующее—отвердитель может служить основной характеристикой рабочего времени жизни связующего.
Промышленное общество пластмасс (ПОП) [The Society of the Plastics Industry (SPI) ] и другие организации установили стандартную процедуру определения времени желатинизации. Система связующее — отвердитель помещается в специальный цилиндрический объем определенных размеров и нагревается в ванне с постоянной температурой 82,2 °С, причем уровень связующего ниже уровня ванны. Температура связующего постоянно контролируется. Время желатинизации определяется по изменению температуры от исходного значения 65,6 °С при температуре ванны 82,2°Сдо температуры, превышающей последнюю на 5,5 °С [5]. 444
Время желатинизации (гелеобразования) может быть определено не только по максимуму температуры связующего, но и по экзотермическому пику на термограммах [6]. Связующие, выделяющие больше тепла, более подвержены усадке при отверждении и растрескиванию. Для каждого вида связующих экзотермический всплеск при гелеобразовании специфичен. Было замечено, что для композитов, в которых при отверждении происходило большое выделение тепла, наблюдалась тенденция к уменьшению межслоевых связей и, следовательно, физико-механические свойства оказывались невысокими [7].
Изменение времени желатинизации и смещения экзотермического пика после хранения связующего и отвердителя (катализатора) может свидетельствовать о химических изменениях, происшедших в них. Чтобы быть уверенным в том, что при хранении не происходит изменений, необходимо периодически проверять вязкость связующего и определять время желатинизации перед употреблением.
Стандарт ASTM D2471-71 (Время желатинизации и экзотермическое повышение температуры при реакции в термореактивных композитах) используется для оценок, контроля качества и характеристики материалов. В этом стандарте описываются сам метод испытаний и измерение объема образца и рабочего объема, проводимые при различных применениях.
Стандарт ASTM D3532-76 (Время желатинизации в препре - гах на основе углеродных волокон и эпоксидных связующих) посвящен определению времени желатинизации в предварительно пропитанных эпоксидным связующим волокнистых структурах на основе углеродных (графитовых) волокон. Этот метод пригоден для связующего как с высокой, так и с низкой вязкостью. Образцы вырезаются из препрега и нагреваются на горячей поверхности (с заданной для данного связующего температурой). Наблюдается образование «бусинок» из связующего, выступающих из препрега. Время желатинизации отмечается в точке, когда вместо «бусинок» образовываются зазубрины или застеклованные подтеки.