Исследование эпоксидного полимера, полученного в результате полимеризации на границе раздела эпоксидная смола - отвердитель

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

6. Строганов Г. Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. М. : Металлургия, 1985. 216 с.

7. Крушенко Г. Г., Василенко З. А. Плотность и механические свойства силуминов, термически обработанных в жидком состоянии // Расплавы. 1988. Т. 2. Вып. 6. С. 67-69.

8. Gunasegaram D. R., Farnsworth D. J., Nguyen T. T. Identification of critical factors affecting shrinkage porosity in permanent mold casting using numerical simula-

tions based on design experiments // Journal of Materials Processing Technology, 2009. Vol. 209. P. 1209-1219.

9. Спасский А. Г. Основы литейного производства. М. : Металлургиздат, 1950.318 с.

10. Castings J. M. Comprehensive structural integrity, 2003. Vol. 1. P. 377-466 (1.18.6.3. Polymer impregnation).

© Резанова М. В., 2012

УДК 535.681.785.5

Д. Д. Рябов, Н. С. Наумкин, А. Б. Шестаков, А. А. Иваненко Научный руководитель - Н. П. Шестаков Сибирский федеральный университет Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭПОКСИДНОГО ПОЛИМЕРА, ПОЛУЧЕННОГО В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА - ОТВЕРДИТЕЛЬ

Работа посвящена исследованию полимерной пленки, которая образуется в результате химической реакции на границе раздела двух несмешанных компонентов: эпоксидиановой смолы ЭД-22, содержащей ускоритель отверждения УП-606/2 в соотношении 100/0,3 и отвердителя - изометилтетрагидрофталивого ангидрида.

Исследование пленки пограничного полимера представляет интерес, так как его структура заведомо неоднородна [1]. С другой стороны известно, что спектр инфракрасного нарушенного полного внутреннего отражения полимера (НПВО) в ИК диапазоне целиком определяется его макромолекулярной структурой [2]. Поэтому, исследуя спектры НПВО пограничного полимера можно выяснить, какие спектральные линии характеризуют неоднородности сетчатой структуры. В работе создана пленка пограничного эпоксидного полимера. Методом ИК спектроскопии исследована ее структура. Показано, что пленка пограничного полимера обладает сильной структурной анизотропией по толщине: дефектность поверхностных слоев уменьшается при приближении к центральному слою. Установлено, что сшивающие слож-ноэфирные связи сетчатой структуры эпоксидного полимера характеризуются интенсивностью линии НПВО 1733 см-1. Разрывы сетчатой структуры связаны со спектральной линией 1710 см-1. При изучении спектров НПВО ЭД-22 и отвердителя было установлено, что эти линии появляются в спектрах НПВО в процессе полимеризации. Следовательно, они принадлежат сетчатой структуре эпоксидного полимера. Поверхность эпоксидного полимера, полученного на границе раздела ЭД-22 и отвердителя обладает максимально дефектной структурой. Поэтому в спектре (НПВО) интенсивность спектральной линии характеризующей разрывы сетчатой структуры достигает максимального значения. Этот экспериментальный факт позволяет заключить, что спектральная линия 1710 см-1 характеризует разрывы сетчатой структуры. Из литературы известно, что в этой спектральной области наблюдаются характеристические валентные колебания С=О группы [3].

Частота валентного колебания карбонильной группы почти полностью определяется числом и ти-

пом окружающих атомов [3]. Поэтому частота колебания группы С=О в структурных фрагментах А и В (рис. 1) отличается.

Соответственно в структурном фрагменте А наблюдается только линия 1733 см-1, а в структурном фрагменте В спектральные линии 1733 см-1 и 1710 см-1.

Валентные колебания группы С=О, в случае частично связанного отвердителя В, проявляются в виде полос 1733 и 1710 см-1. Линия 1710 см-1 принадлежит С=О колебанию в составе карбоксильной группы.

Сшивающий фрагмент

Дефектный фрагмент сетчатой структуры эпоксидного полимера

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Необходимо отметить, что эти спектральные линии имеют максимальную интенсивность, не перекрываются с линиями спектров исходных компонентов, поэтому измерение их интегральных интенсивно-стей осуществляется с большой точностью. Это позволяет измерять соотношение сшивающих и свободных химических связей отвердителя для различных образцов эпоксидного полимера и таким образом, количественно характеризовать сетчатую структуру на основе измерения одного ИК спектра.

Вероятно, что спектральная линия 1 733 см-1 полностью характеризует сшивки сетчатой структуры эпоксидного полимера с помощью сложноэфирных связей. Что касается разрывов сетчатой структуры в виде карбоксильных групп, то индикатором их присутствия служит валентное колебание группы С = О в ее составе (спектральная линия 1 710 см-1).

Существуют и иные типы разрывов, такие как несшитые молекулы отвердителя, присутствие которых определяется наличием полос 1 777, 1 840 и 1 860 см-1 и кристаллический отвердитель, присутствие которого так же дает вклад в спектральную линию 1 710 см-1. Присутствие несшитых молекул ЭД-22 по ИК спектру затруднено, так как спектральные линии эпоксидных и гидроксильных групп перекрываются со спектральными линиями отвердителя в соответствующих диапазонах. Однако, о присутствии ЭД-22 можно судить по отношению спектральных линий - 1ц331 /151& которое достигает максимума при оптимальной

сшивке эпоксидного полимера. Здесь интенсивность линии 1 510 см-1 характеризует колебания ароматического кольца ЭД-22, его интенсивность пропорциональна содержанию ЭД-22. Интенсивность линии 1 510 см-1 слабо меняется в процессе полимеризации и почти не зависит от температуры, кроме того, в этой спектральной области не содержится линий отверди-теля, поэтому ее удобно использовать для вычисления параметров характеризующих сетчатую структуру.

Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации методики полимеризации и исследования влияния наполнителей на параметры сетчатой структуры эпоксидных полимеров, отверждаемых ангидридами.

Библиографические ссылки

1. Рябов Д. Д., Шестаков Н. П., Иваненко А. А. Пограничный полимер // Материалы научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых-физиков НКСФ - ХЬ. Красноярск, 2011. С. 77.

2. Дехант И., Данц Р., Кимер В., Шмольке Р. Инфракрасная спектроскопия полимеров / пер. с нем. под ред. Э. Ф. Олейника. М. : Химия. 472. 1976.

3. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / пер. с англ. под ред. Ю. А. Пентина. М. : Изд-во иностр. лит. 1963.

© Рябов Д. Д., Наумкин Н. С., Шестаков А. Б., Иваненко А. А., 2012

УДК 69+699.8]

А. Е. Селиванов Научный руководитель - С. Н. Решетникова Сибирский федеральный университет, Красноярск

ВЫБОР И РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И ОТОПЛЕНИЯ «ВИЗИТ-ЦЕНТРА»

Описан выбор и расчет вентиляции и отопления «Визит-центра» национального природного парка.

Национальный природный парк «Ергаки» находится в Западных Саянах, в 605 км от г. Красноярска. Его площадь составляет 217 тыс. га. Разработан проект дальнейшего развития парка, как особо охраняемой природной территории. Проектом намечено возведение «Визит-центра», строительство сервисных центров, пяти кордонов, подключение электричества, прокладка канализационных сетей, строительство Федерального центра подготовки Олимпийской сборной. Продолжится строительство автодороги и многое другое. На реализацию указанных мероприятий прогнозное финансирование составляет порядка 10 млрд рублей.

В работе рассматриваются вопросы выбора и расчета систем вентиляции и отопления «Визит-центра». Основной задачей проекта является обеспечение эффективной работы вентиляционных и отопительных систем, эффективность работы которых во многом зависит от правильности выполнения инженерных расчетов, применения новейшего оборудования, средств автоматизации, условий эксплуатации.

Конкретной целью расчета является определение сопротивления теплопередаче по условиям энерго-

сбережения наружной стены проектируемого здания «Визит-центра», и дать заключение о соответствии нормативным требованиям СНиП 23-03-2003 «Тепловая защита зданий» для климатических условий района строительства. В случае несоответствия наружной стены нормативным теплотехническим требованиям -дать предложение по утеплению.

Исходные данные: расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления составляет минус 43 °С; то же для вентиляции в летний период с обеспеченностью 0,95, составляет +21 °С; температурный диапазон теплоносителя для систем вентиляции лежит в интервале от + 150 до минус 70 °С.

В проекте используются системы приточной и вытяжной механической, а также естественной вентиляции. Вентиляционное и отопительное оборудование выбирается в соответствии с международным стандартом качества 180-9001 С£, и отличается эффективностью и эксплуатационной надежностью, соответствует нормам СНиП и имеет гигиенические сертификаты, обладает великолепным дизайном и создает требуемые комфортные условия.