Определение степени старения покрытий на основе карбамидных смол

В настоящее время нет единых методов оценки степени старения полимерных материалов. Во многих случаях в качестве критерия пользуются изменениями механических свойств, происходящих в полимерном материале при старении. Представляло интерес выявить показатели, по которым можно было бы следить за старением покрытий (Пк) на основе бутанолизированных мочевино- и меламино-формальдегидных смол (К-411-02 и К-421-02), характеристика которых приведена ниже:

Вязкость растворов смол определяли по вискозиметру Бишофа, содержание углерода и водорода — методом Коршун, количество азота — по методу Дюма, видоизмененному Климовой и Дубининой. Качественный анализ продуктов деструкции проводили масс-спектрометрическим методом на масс-спектрометре MX-1303 в сочетании с химическим анализом по методике Андрианова и Соколова. Изменение свойств Пк изучали на образцах, выдержанных в течение определенного времени при 105 °С (толщина Пк 20— 40 мкм). Испытания проводили до заметного нарушения целостности образцов.

Как видно из табл. 1, изменение вязкости в данном случае не может характеризовать процесс старения. Растворимость Пк в органических растворителях с течением времени резко снижается. Применение же в качестве растворителя минеральных кислот не дает приемлемых результатов, поскольку вязкость растворов не зависит от времени старения образца: она почти не изменяется.

Элементарный состав свежеприготовленных образцов Пк и после старения при 105 °С различен (табл. 2).

Содержание азота и кислорода в образцах, выдержанных длительное время при 105 °С, увеличивается, а углерода и водорода уменьшается по сравнению с содержанием их в исходном Пк. Рядом авторов показано, что в процессе отверждения Пк происходит отщепление бутоксиль- ных групп. Наши исследования показали, что этот процесс имеет место и при старении.

Изменение элементарного состава и содержания бутоксильных групп происходит в результате удаления летучих продуктов деструкции, при идентификации которых были обнаружены: бутиловый спирт, формальдегид, вода и углекислый газ.

В литературе имеются указания, что при разрушении Пк на основе амино-формальдегидных смол возможно образование аммиака. Этот процесс, по всей вероятности, протекает в незначительной степени, поскольку нами установлено (табл. 3), что при старении таких Пк происходит увеличение содержания азота.

Увеличение содержания азота в Пк обусловлено уменьшением их молекулярного веса благодаря разрыву макромолекул по месту нахождения азотсодержащих групп и отщеплению бутоксильных. Вследствие падения растворимости пленок во времени молекулярный вес их по вязкости не мог быть определен.

Таким образом, в качестве показателя, характеризующего процесс старения пленок мочевино- и меламино-формальдегидных смол, может быть использовано изменение содержания азота.

Авторы: Е. Г. Иванчева, Н. И. Збыковская