Список тематических статей

Безусадочные материалы

Эпоксидные связующие применяют при создании ПКМ – стеклопластиков и заливочных компаундов. Отверждение многокомпонентных систем на основе ЭС является сложным процессом, сопровождающимся образованием пространственно-сшитой структуры и усадкой полимера, которая достигает 0,5-10%. Большие усадки приводят к образованию трещин, пустот, дефектов в структуре материала, что снижает уровень физико-механических характеристик. При заливке электронных схем эпоксидными компаундами усадка может приводить к нарушению контактов и выходу изделия из строя.

В связи с этим практический и научный интерес представляет снижение усадки ЭС при отверждении. Известно, что выделение в виде новой фазы при отверждении ЭС, введенных модифицирующих добавок термопластов снижает усадку материала.

В работе исследовали смеси эпоксидиановой смолы марки ЭД-20 и термопластичных порошкообразных полимеров ПК, АБС, выпускаемых в промышленности. Порошки термопластов вводили в ЭС в небольших количествах – 1, 3, 5, 7 и 10%об.

Связующее для получения материала должно обладать невысокой вязкостью, поэтому на первом этапе термопласт должен растворяться в эпоксидном олигомере, а при отверждении ЭС выделяться в виде фазы. Растворимость полимеров оценивали с помощью расчета, учитывающего вклады Ван-дер-ваальсовых объёмов в физические характеристики полимеров, энергию когезии повторяющегося звена полимера [1], а также с помощью экспериментальной оценки растворимости порошков термопластов в ЭО при разных температурах.

По результатам расчета данные термопласты растворяются в ЭД-20. Экспериментально установлено, что полученные смеси ЭС+ термопласт имеют однофазную структуру, т.к. при температурах 100ºС, 120ºС, 150ºС смеси ЭД-20+1%ПК, ЭД-20+1%АБС и ЭД-20+3%АБС были прозрачными, а при Ткомн. – белого цвета. Полученные результаты растворимости порошков термопластов в ЭО хорошо совпадают с данными из диаграмм фазового состояния систем ЭД-20+ПК, полученных в работах Чалых А.Е. с сотр. Вязкость связующих на основе смесей ЭД-20 и термопластов при содержаниях 1, 3 %об практически не отличается от вязкости немодифицированной ЭС.

Процессы структурообразования исходной ЭД-20 имеют значительные различия с ЭД-20, модифицированной термопластами. При отверждении связующего на основе однофазной смеси ЭД-20 + термопласт происходит выделение дисперсной фазы термопласта в матрице ЭС.

Кинетику и величину объемной и линейной усадки материалов на основе смесейЭД-20+АБС и ЭД-20+ПК в различных соотношениях изучали при разных температурах в течение нескольких часов. На рисунке представлена экспериментальная зависимость линейной усадки от температуры композиции ЭД-20+АБС. Максимальное значение усадки модифицированной ЭД-20 меньше в 4,5 раза, чем немодифицированной и реализуется за1 час.