Polymeeristen epoksiadduktien karakterisointi
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2018-12-11
Department
Major/Subject
Fibre and Polymer Engineering
Mcode
CHEM3024
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
fi
Pages
62 + 25
Series
Abstract
Epoksihartsit ovat teollisesti tärkeitä pinnoitteiden, liimojen, komponenttien osien ja elektroniikan valmistuksessa. Kovetetuilla epoksihartseilla on ainutlaatuinen yhdistelmän hyviä ominaisuuksia, joiden ansioista ne soveltuvat hyvin näihin applikaatioihin: hyvät mekaaniset ominaisuudet, hyvä korroosionsuojakyky, erinomainen veden ja kemikaalien kestokyky, sekä sähköneristys. Tämän lisäksi alhaisen moolimassan epoksihartsit ovat termoplastisessa muodossaan nestemäisiä huoneenlämmössä, joten niiden käsittely on helppoa. Epoksihartsit vaativat kovettuakseen lämpöä tai ristisilloittajina toimivia kovetteita. Yleisimpiä epoksihartsien kanssa käytettäviä kovetteita ovat alifaattiset ja sykloalifaattiset amiinit, sekä polyamidit. Näiden kovetteiden epäsuotuisten ominaisuuksien vähentämiseksi niihin voidaan lisätä hieman epoksihartsia muodostamaan esipolymeerejä. Näitä kovetteita kutsutaan adduktiokovetteiksi ja niiden yhteensopivuus epoksihartsien kanssa, sekä muut ominaisuudet ovat perinteisiä kovetteita parempia. Tässä työssä tutkittiin erilaisten adduktiokovetteiden rakennetta ja polymeroitumisastetta käyttäen apuna GPC- ja NMR-analyysejä. GPC-tuloksien perusteella voitiin tehdä johtopäätöksiä sekoitussuhteen ja polymeroitumisasteen välillä. Käytettäessä selviä amiiniylimääriä, reagoivat epoksiryhmät vain vapaiden amiinimolekyylien kanssa, joten polymeroituminen ei tapahtunut polymeroitumisastetta 𝑛 = 0 pidemmälle. Yli 1,0 : 2,0 (epoksi : amiini) sekoitussuhdetta käytettäessä polymeroituminen voi tapahtua pidemmälle ja osassa adduktiokovetteissa päästiin polymeroitumisasteelle 𝑛 = 2 asti.Epoxy resins are important class of material in manufacturing of coatings, adhesives, component parts and electronics. Cured epoxy resins have a unique combination of properties which make them suitable for these applications: epoxy resins have great mechanical properties, they provide great corrosion protection, they resist water and chemicals and they work as electrical insulating materials. Epoxy resins with low molar mass are liquid in their thermoplastic form, thus they are easy to handle and apply. Epoxy resins require heat or hardeners to be cured. The most commercially important hardeners are aliphatic amines, cycloaliphatic amines and polyamides. To reduce the unfavorable properties of these hardeners, some epoxy resin can be mixed to the hardener to form prepolymers. These adduct hardeners are more compatible with the resins and otherwise have preferable attributes compared to the conventional hardeners. In this work the molecular structures and degrees of polymerization of some adduct hardeners are studied with the help of GPC and NMR. With the help of results from GPC, conclusions could be made of the relationship between the ratio of mixing and degree of polymerization. When using surplus of amine hardener, the epoxy resin would react only with free amine molecules and the degree of polymerization would stay at 𝑛 = 0. On the other hand, if a rate of mixing more than 1.0 : 2.0 (epoxy : amine) was used, the polymerization could reach in some cases the degree of 𝑛 = 2.Description
Supervisor
Seppälä, JukkaThesis advisor
Lipponen, SamiKeywords
DGEBA, epoksiaddukti, amiini, GPC, NMR
