Эпоксидные смолы получаются при взаимодействии эпихлор - гидрина с многоатомными фенолами, из которых наибольшее практическое применение нашел 4,4/-дигидроксидифенилпропан. Благодаря высокой реакционной способности эпоксидные груп­пы легко вступают d различные реакции присоединения с соеди­нениями, содержащими подвижный атом водорода (фенолы, спирты, амины, кислоты и т. д.).

При взаимодействии эпихлоргидрина с, 4,4/-дигидроксидифе - иилпропаном последовательно чередуются реакции конденса­ции и ступенчатой полимеризации, в результате которых обра­зуется олигомер линейного строения:

Реакция полнконденсации сопровождается выделением хлори - ■стого водорода, поэтому для его связывания процесс проводят в присутствии щелочи. Кроме того, щелочь катализирует сту­пенчатую полимеризацию, прн которой происходит присоедине-

tine 4,4/-дкгидрокскдифенилпропана к эпоксидной группе за счет подвижного атома водорода.

В зависимости от соотношения исходных мономеров можно получать продукты от вязких жидкостей до твердых продуктов. Техническое значение имеют полимеры со средней молекуляр­ной массой 400—10ОО.

Реакция протекает в две стадии. На первой стадии проис­ходит образование низкомолекулярных олигомеров, на второй — отверждение аминами, дикарбоновыми кислотами и их ангидри­дами, полимерами и др. Отвержденные эпоксидные олигомеры менее хрупки, чем фенолоформальдегидные, имеют большую прочность при изгибе и хорошие электроизоляционные свой­ства.

Количество отвердптеля (в г/100 г смолы) рассчитывают по формуле:

G^-щ-К, (9.5>

где т — молекулярная мама отверди теля; К — эпоксидное число (число эпо­ксидных групп, содержащихся в 100 г олигомера).

О т в е р ж д с н п е а м и л а м и происходит за счет миграции подзижпого атома водорода аминогруппы к концевым эпоксид­ным группам. Реакция протекает с большой скоростью. При большом содержании эпоксигрупп процесс отверждения мо­жет протекать при комнатной температуре, что дает возмож­ность формовать из олигомера крупногабаритные изделия. Вторичные амины реагируют медленнее, и отверждение необ­ходимо проводить при нагревании.

Реакции отверждения протекают без выделения побочных продуктов, и олигомеры имеют минимальную усадку.

В качестве аминов используют гексаметилендиамии, диэти - лептриамин, л-фенилендиамин, полиэтилешюлиамипы и др. Недостатком аминов является их токсичность. Отверждение сопровождается выделением большого количества тепла, кото­рое прикодиг к местным перегревам и образованию внутренних напряжений или пузырей, что ухудшает качество готовых из­делий.

Ароматические амины менее реакционкоспособны, чем али­фатические, поэтому при отверждении ими требуется подвод тепла. Продукты, отвержденные ароматическими аминами, имеют более высокие механические показатели.

Отверждение дикарбоновыми кислотами и их ангидридами. При отверждении кислотами могут про­текать различные реакции между карбоксильными, гидроксиль­ными и эпоксидными группами. Реакция между карбоксильной и эпоксидной группами протекает с наибольшей скоростью, осо­бенно в присутствии щелочных катализаторов.

При отверждении ангидридами дикарбоновых кислот, на­пример фталевым ангидридом, вначале реагируют гидроксиль­ные группы, образуя сложную эфирную связь. При этом возникает свободная карбоксильная группа, содержащая под­вижный атом водорода, который вступает в реакцию с эпокси - группой. Образовавшаяся гидроксильная группа может реаги­ровать с другой молекулой ангидрида и т. д. Отверждение ангидридами имеет то преимущество перед отверждением кислотами, что при реакции не выделяется вода. Дли придания негорючести эпоксидным смолам их отверждают ангидридами, содержащими галогены. Низкомолекулярпые олигомеры содер­жат небольшое количество гидроксильных групп, поэтому для ускорения их отверждения вводятся каталитические добавки (спирт, вода, третичные амины).

Отверждение эпоксидных смол может проводиться также и олигомерами и полимерами, содержащими реакционкоспособ - иые группы — фенолоформ альдегидным и. карбамидпыми со свободными гидроксильными группами, полиэфирами с карбок­сильными группами, полиаминами (аминогруппы) и др.

В отдельных случаях может происходить самоотверждеиие эпоксидных смол с образованием поперечных связей.

Для повышения термостойкости отвержденных полимеров их подвергают термообработке, но при этом следует иметь в виду, что продолжительный прогрев может привести к снижению механической прочности.

Для регулирования скорости и глубины отверждения необхо­димо учитывать также технологические свойства эпоксидных олигомеров—их жизнеспособность и вязкость.

Жизнеспособность выражается временем, в течение которого продукт, смешанный с отвердителем. находится в жидкотеку­чем состоянии. Па практике жизнеспособность характеризуется вязкостью, которую приобретает смесь олигомера с отзердите - ле. м после выдержки при 100°С в течение 2 ч. Чем выше вяз­кость, тем меньше продолжительность отверждения. Степень отверждения имеет большое значение, так как характеризует важнейшие свойства эпоксидных продуктов и их стабильность. Практически важным показателем отверждения является коли­чество растворимого вещества, экстрагируемого растворителем.

Эпоксидные олигомеры широко применяются как связующее в композиционных материалах и полимербетонах. В качестве наполнителей используются мелкодисперсные материалы; тальк, кварцевая, фарфоровая, слюдяная мука, цемент, асбест, диоксид титана, кокс, древесная мука, металлические порошки и др. Их можно вводить до 100% от массы олигомера, что улучшает механическую прочность и повышает стабильность свойств. Для придания эластичности композиции в нее вводят от 5 до 15% пластификаторов (дибутилфталат. трикрезилфосфат и др.).

Эпоксидные композиции применяются также как высоко­прочные конструкционные материалы для ракетной и космиче­ской техники, авиации, судостроения, машиностроения.

J3 радиоэлектронике, приборостроении, электротехнике они используются в качестве электроизоляционных и герметизирую­щих материалов. Очень эффективно их применение для изготов­ления технологической оснастки.

Благодаря хорошей адгезии к стеклу, металлам, дереву, пластмассам, эпоксидные смолы применяются для производства клеев лакокрасочных покрытий, которые отличаются высокой прочностью, стойкостью к атмосферным воздействиям, .химиче­ской и водостойкостью.

На основе эпоксидных олигомеров изготавливают компаун­ды горячего и холодного отверждения для электротехнических целей.

Большое распространение получили газонаполненные мате­риалы. обладающие низкой теплопроводностью, звукопроницае­мостью в сочетании с высокими адгезией и диэлектрическими характеристиками, что обеспечило их применение как изоли­рующего материала.