Proiectarea Materialelor Compozite

CAP I. RĂŞINI EPOXIDICE

Răşinile epoxidice sunt răşini termoreactive ce conţin în moleculă două sau mai multe grupări reactive epoxi, capabile să reacţioneze cu alcooli, amine şi să polimerizeze prin deschiderea ciclului oxiranic [1-6].

1. Sinteză

Răşinile epoxidice sunt produşi macromoleculari liniari, obţinuţi prin policondensarea polialcoolilor (bisfenol, glicerină) cu epiclorhidrină în prezenţă de catalizatori alcalini (NaOH, KOH) sau acizi.

Mecanismul reacţiei de policondensare:

Policondensarea are loc în prima fază prin migrarea unui hidogen, deci este de o poliadiţie precedată de deschiderea ciclului epoxidic, după care în a doua fază se elimină o moleculă de acid clorhidric.

Datorită prezenţei grupelor reactive laterale şi a grupelor epoxidice terminale, polimerii epoxidici pot fi transformaţi din polimeri liniari în polimeri tridimensionali printr-o reacţie de reticulare sau întărire, ce are loc în prezenţă aminelor sau acizilor bibazici. în absenta acestor agenţi de întărire, răşinile epoxidice sunt foarte stabile la încălzire, avand o neînsemnată tendinţă de reticulare.

Cele mai uzuale răsini epoxidice se obţin prin interacţiunea epiclorhidrinei cu bisfenol A. Funcţie de raportul molar epiclorhidrină/bisfenol A se obţin răşini epoxidice lichide sau solide, procesul global de sinteză fiind dat de urmatoarea reacţie:

În locul bisfenolului A, la sinteză se mai pot utiliza:

2. Tipuri de răşini

Funcţie de natura componentelor participante la reacţie, precum şi de raportul molar al acestora, se pot obţine diverse tipuri de răşini epoxidice. Acestea diferă între ele prin compoziţia chimică, masa moleculară şi prin funcţionalitate.

Funcţie de numărul de grupări epoxi se pot obţine răşini bifuncţionale, trifuncţionale sau polifuncţionale.

Funcţie de natura catenei principale rasinile epoxidice sunt: aromatice, cicloalifatice, alifatice sau cu rezistenţă ridicată la flacără.

3. Reticulare

Întarirea răşinilor epoxidice are loc pe seama grupărilor reactive epoxi.Acest proces poate avea loc prin reacţie cu amine primare, secundare, terţiare, fenoli, anhidride, indiferent de modalitatea de întarire se obţine un produs reticulat, tridimensional, insolubil şi infuzibil.

În vederea monitorizării procesului de reticulare a răşinilor epoxidice cu diverşi agenţi de reticulare se poate utiliza spectrometria IR.

Sistemele epoxi-amine studiate prin IR au la bază urmatoarele componente:

• Răşină epoxidică

• Agenţii de reticulare (întărire)