Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли
Методами диференцiйно-термiчного та IЧ спектроскопiчного аналiзiв та з використанням модельних сполук пiдтверджено хiмiчну взаємодiю мiж макромолекулами новолачної фенолоформальдегiдної смоли й полiвiнiлпiролiдону в розплавi. Вивчено механiзм взаємодiї, яка вiдбувається в областi температур 120–130...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7922 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли / О.В. Суберляк, В.В. Красiнський, В.В. Кочубей, Й.М. Шаповал // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 148-153. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7922 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79222025-02-09T21:08:28Z Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли Effect of a chemical modification by polyvinylpirrolidone on the physico-mechanical properties of phenol-formaldehyde resin Суберляк, О.В. Красінський, В.В. Кочубей, В.В. Шаповал, Й.М. Хімія Методами диференцiйно-термiчного та IЧ спектроскопiчного аналiзiв та з використанням модельних сполук пiдтверджено хiмiчну взаємодiю мiж макромолекулами новолачної фенолоформальдегiдної смоли й полiвiнiлпiролiдону в розплавi. Вивчено механiзм взаємодiї, яка вiдбувається в областi температур 120–130 ºС за участю кiнцевих метоксильних груп фенолоформальдегiдної смоли з утворенням кополiмеру, що має значний вплив на адгезiйнi властивостi модифiкованої фенолоформальдегiдної смоли, на мiцнiсть при статичному згинаннi та поверхневу твердiсть затвердiлих продуктiв, а також на електроiзоляцiйнi властивостi. The chemical interaction between phenol-formaldehyde resin and polyvinylpyrrolidone macromolecules in melt is confirmed by differential-thermic and infra-red-spectroscopic analyses and by the usage of model compounds. The mechanism of such an interaction is studied as well. The interaction is in the temperature range 120–130 ºС with the assistance of final methoxyl groups of phenol-formaldehyde resin with co-polymer formation. The co-polymer formation has significant effect on the adhesion properties of modified phenol-formaldehyde resin, static bending strength and surface toughness of hardened products, and insulating characteristics as well. 2009 Article Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли / О.В. Суберляк, В.В. Красiнський, В.В. Кочубей, Й.М. Шаповал // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 148-153. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7922 668.395.6+678.029.5:669:666 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Суберляк, О.В. Красінський, В.В. Кочубей, В.В. Шаповал, Й.М. Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| description |
Методами диференцiйно-термiчного та IЧ спектроскопiчного аналiзiв та з використанням модельних сполук пiдтверджено хiмiчну взаємодiю мiж макромолекулами новолачної фенолоформальдегiдної смоли й полiвiнiлпiролiдону в розплавi. Вивчено механiзм взаємодiї, яка вiдбувається в областi температур 120–130 ºС за участю кiнцевих метоксильних груп фенолоформальдегiдної смоли з утворенням кополiмеру, що має значний вплив на адгезiйнi властивостi модифiкованої фенолоформальдегiдної смоли, на мiцнiсть при статичному згинаннi та поверхневу твердiсть затвердiлих продуктiв, а також на електроiзоляцiйнi властивостi. |
| format |
Article |
| author |
Суберляк, О.В. Красінський, В.В. Кочубей, В.В. Шаповал, Й.М. |
| author_facet |
Суберляк, О.В. Красінський, В.В. Кочубей, В.В. Шаповал, Й.М. |
| author_sort |
Суберляк, О.В. |
| title |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| title_short |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| title_full |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| title_fullStr |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| title_full_unstemmed |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| title_sort |
вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7922 |
| citation_txt |
Вплив хімічної модифікації полівінілпіролідоном на фізико-механічні властивості фенолоформальдегідної смоли / О.В. Суберляк, В.В. Красiнський, В.В. Кочубей, Й.М. Шаповал // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 148-153. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT suberlâkov vplivhímíčnoímodifíkacíípolívínílpírolídonomnafízikomehaníčnívlastivostífenoloformalʹdegídnoísmoli AT krasínsʹkiivv vplivhímíčnoímodifíkacíípolívínílpírolídonomnafízikomehaníčnívlastivostífenoloformalʹdegídnoísmoli AT kočubeivv vplivhímíčnoímodifíkacíípolívínílpírolídonomnafízikomehaníčnívlastivostífenoloformalʹdegídnoísmoli AT šapovalim vplivhímíčnoímodifíkacíípolívínílpírolídonomnafízikomehaníčnívlastivostífenoloformalʹdegídnoísmoli AT suberlâkov effectofachemicalmodificationbypolyvinylpirrolidoneonthephysicomechanicalpropertiesofphenolformaldehyderesin AT krasínsʹkiivv effectofachemicalmodificationbypolyvinylpirrolidoneonthephysicomechanicalpropertiesofphenolformaldehyderesin AT kočubeivv effectofachemicalmodificationbypolyvinylpirrolidoneonthephysicomechanicalpropertiesofphenolformaldehyderesin AT šapovalim effectofachemicalmodificationbypolyvinylpirrolidoneonthephysicomechanicalpropertiesofphenolformaldehyderesin |
| first_indexed |
2025-11-30T20:34:24Z |
| last_indexed |
2025-11-30T20:34:24Z |
| _version_ |
1850248915564101632 |
| fulltext |
УДК 668.395.6+678.029.5:669:666
© 2009
О.В. Суберляк, В. В. Красiнський, В.В. Кочубей, Й. М. Шаповал
Вплив хiмiчної модифiкацiї полiвiнiлпiролiдоном
на фiзико-механiчнi властивостi
фенолоформальдегiдної смоли
(Представлено членом-кореспондентом НАН України Ю.Ю. Керчею)
Методами диференцiйно-термiчного та IЧ спектроскопiчного аналiзiв та з викорис-
танням модельних сполук пiдтверджено хiмiчну взаємодiю мiж макромолекулами но-
волачної фенолоформальдегiдної смоли й полiвiнiлпiролiдону в розплавi. Вивчено меха-
нiзм взаємодiї, яка вiдбувається в областi температур 120–130 ◦С за участю кiнце-
вих метоксильних груп фенолоформальдегiдної смоли з утворенням кополiмеру, що має
значний вплив на адгезiйнi властивостi модифiкованої фенолоформальдегiдної смоли, на
мiцнiсть при статичному згинаннi та поверхневу твердiсть затвердiлих продуктiв,
а також на електроiзоляцiйнi властивостi.
У зв’язку з широким застосуванням фенолоформальдегiдних смол (ФФС) у промисловостi
та в побутi на сьогоднi виникла необхiднiсть в отриманнi нових видiв фенопластiв з ви-
сокими фiзико-механiчними показниками й унiверсальним комплексом властивостей при
експлуатацiї за рiзних умов. Одним з шляхiв оптимiзацiї властивостей полiмерних матерi-
алiв є їх модифiкацiя, яка полягає в керованiй змiнi хiмiчної будови та фiзичної структури
полiмерiв.
Для модифiкацiї ФФС використовували полiвiнiлпiролiдон (ПВП). Перспективнiсть йо-
го застосування зумовлена комплексом унiкальних фiзико-хiмiчних властивостей: це —
висока здатнiсть до комплексоутворення, добрi адгезiйнi властивостi, висока поверхнева
активнiсть та iонiзацiйна здатнiсть [1]. Крiм традицiйних напрямiв застосування ПВП у ме-
дицинi, фармацевтичнiй i текстильнiй промисловостi, велику увагу придiлено розробцi та
дослiдженню властивостей нових матерiалiв на його основi. На даний час вiдомостi про по-
єднання ФФС й ПВП у полiмерних композицiях, зокрема в клейових, у лiтературних дже-
релах вiдсутнi. Це, очевидно, можна пояснити значною вiдмiннiстю галузей їх застосування.
Нами вперше пiдтверджено позитивну роль ПВП у модифiкацiї новолачних ФФС [2–5].
У попереднiх роботах [2–4] встановлено вплив ПВП на властивостi модифiкованих фе-
нолоформальдегiдних композицiй. Клеї на основi такої композицiї характеризуються висо-
кими фiзико-механiчними [2] й адгезiйними властивостями [3, 4].
На даному етапi головним завданням було вивчення механiзму хiмiчної взаємодiї у роз-
плавi мiж макромолекулами ФФС й ПВП, а також визначення взаємозв’язку фiзико-ме-
ханiчних й електроiзоляцiйних властивостей ФФС, зокрема адгезiйної мiцностi, механiчної
мiцностi при статичному згинаннi та поверхневої твердостi з композицiйним складом ви-
хiдної сумiшi ФФС з ПВП.
За об’єкти дослiджень було вибрано: зразок 1 — ФФС новолачного типу СФ-0112 (ГОСТ
18694-73); 2, 3 й 4 — композицiї ФФС з ПВП у процентному спiввiдношеннi 294 : 1, 147 : 1
i 73 : 1% за масою вiдповiдно; 5 — ПВП (МРТУ 8457-79) з молекулярною масою 12600±2500.
148 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №2
Рис. 1. Диференцiйно-термiчний аналiз композицiй:
1 — ФФС новолачного типу; 2 — ФФС : ПВП = 294 : 1; 3 — ФФС : ПВП = 147 : 1; 4 — ФФС : ПВП = 73 : 1;
5 — ПВП
Термолiз зразкiв проводили на дериватографi Q-1500 системи Паулiк–Паулiк–Ердей.
Зразки 1 й 2 вивчали в динамiчному режимi зi швидкiстю нагрiвання 5 ◦С/хв на повiт-
рi. Маса зразкiв 200 мг, чутливiсть за шкалою диференцiйно-термiчного аналiзу (ДТА)
100 мкВ. Еталонною речовиною був оксид алюмiнiю. Зразки у ходi дослiджень нагрiвали
до 500 ◦С.
IЧ спектроскопiчнi дослiдження виконували, згiдно з методикою [6], на спектрографi
SPECORD M-80 у дiапазонi частот вiд 400 до 4000 см−1.
Композицiї для вивчення фiзико-механiчних характеристик отримували механiчним змi-
шуванням спиртових розчинiв новолачної ФФС й ПВП. Для затвердiння смоли використо-
вували уротропiн. Твердiння композицiй спостерiгалося при 150–160 ◦С.
Мiцнiсть при статичному згинаннi зразкiв композицiй визначали за ГОСТом 4648-63,
адгезiйну мiцнiсть клейових з’єднань метал — метал i метал — скло — на зсув за ГОСТом
14759-69 та на вiдрив за ГОСТом 14760-69. Дослiдження проводили на розривнiй машинi
марки 050/RT-601U японської фiрми “KIMURA MACHINERY”. Поверхневу твердiсть ви-
значали на консистометрi Хеплера втискуванням у зразок сталевого конуса з кутом 53◦08′
при навантаженнi 50 Н протягом 60 с; питомий об’ємний електричний опiр зразкiв — за
ГОСТом 6433.2-71.
Результати дослiджень та їх обговорення. Прогнозована змiна фiзико-механiчних
властивостей, зокрема адгезiйної активностi ФФС, передбачалась не стiльки вiд фiзичних
ефектiв, викликаних унiкальними властивостями ПВП, а завдяки керованому процесу хi-
мiчної взаємодiї ПВП з ФФС. Оскiльки затвердiння смоли вiдбувалося в умовах високих
температур (150–180 ◦С) з урахуванням екзотермiчного ефекту, можна очiкувати реакцiї
мiж вiльними гiдроксильними групами ФФС та лактамними циклами ПВП. Це сподiвання
пiдтверджується рядом фiзичних i хiмiчних методiв дослiджень: ДТА зразкiв, IЧ спектро-
скопiї, хiмiчного титрування тощо. Результати проведеного ДТ аналiзу iлюструє рис. 1.
Два ендотермiчнi ефекти фiксуються на кривих ДТА (див. рис. 1) зразкiв компози-
цiй в областi температур 50–175 ◦С. Перший ендоефект, який проявляється при 50–105 ◦С i
є характерним також для чистої ФФС, вiдповiдає процесу розтоплювання смоли. Збiльшен-
ня кiлькостi ПВП спричинює поглиблення цього ендоефекту та змiщення його в область
пiдвищених температур. Це можна пояснити тим, що в реакцiйнiй сумiшi мiж макромо-
лекулами ФФС за участю кiнцевих гiдроксильних груп та карбонiльними групами мак-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 149
ромолекул ПВП утворюються водневi зв’язки, якi зумовлюють виникнення впорядкова-
ної флуктуацiйної сiтки, що руйнується при пiдвищенiй температурi. У цьому темпера-
турному дiапазонi, як свiдчать данi IЧ спектроскопiчного аналiзу, очевидно, спостерiга-
ється часткова хiмiчна взаємодiя мiж ПВП i ФФС з розкриттям пiролiдонового циклу та
утворенням естерного зв’язку. На спектрах зразкiв композицiї, прогрiтих протягом 1 год
при 100 ◦С, фiксується смуга поглинання при 1735 см−1, що характерна для естерного
зв’язку — O−CO−, за наявностi смуги поглинання в областi 1040 см−1, характерної для
метоксильних груп ФФС.
На кривих ДТА зразкiв композицiй в областi температур 105–155 ◦С, на вiдмiну вiд
зразка чистої ФФС, спостерiгається поява чiтко вираженого ендотермiчного ефекту, який
вiдповiдає процесу хiмiчної взаємодiї ФФС з ПВП. Максимуми ендоефектiв зразкiв, залеж-
но вiд концентрацiї ПВП, проявляються в межах температур вiд 115 до 140 ◦С. Хiмiчна
реакцiя вiдбувається в процесi прищеплення ланцюгiв ФФС до ПВП з утворенням прище-
пленого кополiмеру кополi(вiнiлпiролiдон-пр-метиленфенол) за таким механiзмом:
Збiльшення вмiсту ПВП у вихiднiй сумiшi приводить до поглиблення ендотермiчного
ефекту хiмiчної взаємодiї мiж компонентами композицiї i змiщує його в область пiдви-
щених температур, очевидно, внаслiдок зростання молекулярної маси продукту взаємодiї
i утворення мiжмолекулярних поперечних зв’язкiв.
Наявнiсть метоксильних груп у структурi ФФС пiдтверджується методом хiмiчного
титрування [7] та IЧ спектроскопiєю. На IЧ-спектрах, крiм смуг поглинання в областi
1200 см−1, якi є характеристичними для фенольних гiдроксилiв, чiтко проявляються смуги
поглинання при 1040 см−1, якi властивi метоксильним групам.
Про те, що iнтенсивнiсть процесу приєднання ФФС до ПВП в умовах нагрiвання сумiшi
зростає при температурах понад 120 ◦С, свiдчать данi IЧ спектроскопiчного аналiзу. На
спектрах зразкiв композицiї, прогрiтих протягом 1 год при 120 ◦С, спостерiгається суттєве
зростання смуги поглинання естерного зв’язку при 1735 см−1 та зменшення смуг поглинан-
ня пiролiдонового циклу й метоксильних груп при 1700 й 1040 см−1 вiдповiдно (табл. 1).
Одночасно iз зведених у табл. 1 даних видно, що iнтенсивнiсть смуг поглинання фенольних
гiдроксилiв при 1200 см−1 залишається незмiнною для всiх зразкiв, що пiдтверджує перебiг
реакцiї ПВП саме з вiльними метоксильними групами ФФС. Вiдсутнiсть хiмiчної взаємодiї
мiж ПВП та фенольними гiдроксогрупами ФФС пiдтверджена модельними дослiдження-
ми з фенолом. Методом хiмiчного титрування [7] доведено, що при змiшуваннi фенолу та
ПВП кiлькiсть фенольних гiдроксилiв у системi не змiнюється, це пояснюється слабокис-
лою рекцiєю ПВП [1] i фенолу. На спектрах зразка композицiї ФФС : ПВП = 147 : 1,
прогрiтого протягом 1 год при 175 ◦С, вiдсутнi смуги поглинання пiролiдонового циклу та
150 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №2
Рис. 2. Вплив вмiсту ПВП на адгезiйнi властивостi композицiй залежно вiд природи основи: 1 — МЕ-МЕ-
вiдрив; 2 — МЕ-СКЛОвiдрив; 3 — МЕ-МЕзсув; 4 — МЕ-СКЛОзсув
метоксильних груп, а iнтенсивнiсть смуги поглинання естерного зв’язку є максимальною
(див. табл. 1), що свiдчить про завершення процесу хiмiчної взаємодiї мiж ФФС та ПВП
у вказанiй температурнiй областi.
З кривої ДТА зразка ПВП (див. рис. 1, крива 5 ) видно, що в дiапазонi температур вiд 50
до 175 ◦С фiксується поява широкого ендотермiчного ефекту, який пов’язаний з процесами
втрати вологи та розм’якшення полiмеру. Форма ендоефекту не вiдповiдає вигляду кривих
ДТА для зразкiв композицiй. Ефект проявляється в бiльш широкому дiапазонi температур
i є менш чiтко вираженим, на вiдмiну вiд сумiшей ФФС з ПВП, що додатково пiдтверд-
жується перебiгом процесу хiмiчної взаємодiї у зразках композицiй ФФС + ПВП в областi
температур 105–175 ◦С.
Кополi(вiнiлпiролiдон-пр-метиленфеноли) зумовлюють специфiку структурування смо-
ли пiд час затвердiння її уротропiном, яка полягає в тому, що полiмерна сiтка утворюється
за участю метиленфенольних ланцюгiв, якi хiмiчно зв’язанi з полiвiнiлпiролiдоновими лан-
цюгами. Отже, макромолекули ПВП можуть виступати як хiмiчнi мiстки мiж окремими
структурними фрагментами в затвердiлому матерiалi. Прищеплення ФФС до ПВП сприяє
утворенню хiмiчного зв’язування полiмерними ланцюгами ПВП окремих мiкродоменiв про-
сторово затвердiлих ФФС, що, закономiрно, повинно пiдвищувати стiйкiсть матерiалу до
механiчних навантажень.
Наслiдком хiмiчної взаємодiї мiж макромолекулами ФФС й ПВП є змiна фiзико-механiч-
них та електроiзоляцiйних властивостей ФФС, зокрема адгезiї до скла та металу (рис. 2),
мiцностi при статичному згинаннi та поверхневої твердостi (рис. 3), питомого об’ємного
електричного опору.
Таблиця 1. Абсолютна iнтенсивнiсть смуг поглинання на IЧ-спектрах зразкiв
Склад
композицiй
Метоксильнi
групи −OH−
при 1040 см−1
Фенольнi
групи −OH−
при 1200 см−1
Естерний зв’язок
(−O−CO−)
при 1735 см−1
Пiролiдоновий
цикл
при 1700 см−1
ФФС новолак 5 25 — —
ФФС : ПВП = 147 : 1 4 25 1 7
ФФС : ПВП = 147 : 1 2 25 4 5
при 120 ◦С
ФФС : ПВП = 147 : 1 — 25 8 —
при 175 ◦С
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 151
Рис. 3. Залежнiсть поверхневої твердостi композицiй вiд вмiсту ПВП та режиму твердiння при 150–
160 ◦С (1 ); 70–90 ◦С (2 ); 18–20 ◦С (3 )
Полiвiнiлпiролiдон завдяки наявностi в своїй структурi непрореагованих полярних
функцiйних груп, а також поява нових полярних груп при взаємодiї, згiдно зi схемою хi-
мiчної реакцiї, сприяє утворенню додаткових хемосорбцiйних зв’язкiв iз поверхнями, що
склеюються, внаслiдок чого пiдвищується адгезiя клейових з’єднань на основi даних компо-
зицiй (див. рис. 2). Однак дослiдженнями встановлено, що вплив кiлькостi ПВП на адгезiю
має обмежений характер — адгезiя iстотно зростає при пiдвищеннi масового вмiсту ПВП до
2–2,5%. i в подальшому пiдвищення вмiсту ПВП у композицiї може спричинити деяке зни-
ження мiцностi клейового з’єднання, тому оптимальний масовий вмiст ПВП у композицiї
1–2,5% (див. рис. 2).
При масовому вмiстi ПВП у композицiї до 1% поверхнева твердiсть (рис. 3) пiдвищу-
ється. Це пояснюється тим, що введення ПВП у таких кiлькостях приводить до зростання
густини сiтки, утвореної хiмiчними та фiзичними вузлами зшивання в процесi затвердiн-
ня смоли, а при подальшому збiльшеннi вмiсту ПВП впорядкованiсть у пакуваннi лан-
цюгiв руйнується, що спричинює бiльшу дефектнiсть структури i, вiдповiдно, зниження
твердостi. Аналогiчний характер мають кривi змiни границi мiцностi при згинаннi вiд вмi-
сту ПВП. Модифiкацiя ФФС полiвiнiлпiролiдоном сприяє покращенню електроiзоляцiйних
властивостей затвердiлих композицiй, але ця змiна вiдчутна лише при масовому вмiстi ПВП
до 1%; ρ
max
v
= 5,66 ·10
10 Ом ·м, а їх зниження при подальшому збiльшеннi його кiлькостi по-
яснюється тим, що при значних кiлькостях ПВП у зразках є непрореагованi полярнi групи,
якi, внаслiдок утворення фiзичних зв’язкiв, пiдвищують електропровiднiсть. Отже, хiмiчна
взаємодiя мiж ФФС та ПВП найбiльш повно вiдбувається при масових концентрацiях ПВП
у сумiшi до 1%.
Фiзико-механiчнi характеристики модифiкованих композицiй значно покращуються
з пiдвищенням температури затвердiння зразкiв, але цi змiни також мають екстремальний
характер. Як видно з рис. 3, поверхнева твердiсть iстотно зростає при масовiй кiлькостi
ПВП у сумiшi, близькiй до 1%, лише для зразкiв, якi були затвердiлими при високiй тем-
пературi. Хоча можна вiдзначити деякi змiни твердостi i пiсля нагрiвання композицiї при
70–90 ◦С, якi можна пояснити утворенням фiзичної структури з гомогенним розподiлом
макромолекул ПВП. Одночасно встановлено, що границя мiцностi при згинаннi затвердi-
лих зразкiв зростає в 2 рази при масовому вмiстi ПВП 1%. Отже, взаємодiя ПВП з ФФС не
тiльки змiнює хiмiчну будову сiтки при затвердiннi смоли, але слугує фiзичним полiмерним
модифiкатором. Очевидно, спостерiгається ефект утворення структури “змiйка в сiтцi”.
152 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №2
Таким чином, дослiдженнями, проведеними авторами даного повiдомлення, пiдтвердже-
на можливiсть хiмiчної модифiкацiї новолачних ФФС полiвiнiлпiролiдоном при температу-
рах понад 120 ◦С. За допомогою методiв диференцiйно-термiчного та IЧ спектроскопiчного
аналiзiв, а також з використанням модельних сполук показано, що макромолекули ФФС
приєднуються до ПВП за участю вiльних метоксильних груп ФФС новолачного типу, на-
явнiсть яких у структурi ФФС доведена IЧ спектроскопiєю i хiмiчним титруванням, та
карбонiльних груп у макромолекулах ПВП. Доведено, що хiмiчна модифiкацiя ФФС полi-
вiнiлпiролiдоном сприяє пiдвищенню адгезiйних, електроiзоляцiйних та фiзико-механiчних
властивостей затвердiлих за допомогою уротропiну зразкiв, зокрема пiдвищує поверхневу
твердiсть, мiцнiсть на згинання i питомий об’ємний електричний опiр пiдвищились у 2 рази,
а адгезiя до скла та металу при цьому зростає бiльше нiж у 1,5 раза.
1. Сидельковская Ф.П. Химия N-винилпирролидона и его полимеров. – Москва: Наука, 1970. – 150 с.
2. Суберляк О.В., Шаповал Й.М., Красiнський В. В. Особливостi одержання модифiкованих феноло-
фермальдегiдних смол. Фiзико-хiмiчнi властивостi // Хiм. пром-сть України. – 2007. – № 2. – С. 45–48.
3. Суберляк О.В., Шаповал Й.М., Красiнський В.В. Клейовi композицiї на основi феноло-формальде-
гiдних смол. Адгезiйнi властивостi // Там само. – 2007. – № 6. – С. 36–38.
4. Красiнський В. В., Шаповал Й.М. Дослiдження механiчних властивостей клейового шва на основi
модифiкованої полiмерної складової // Вiсн. НУ “Львiв. полiтехнiка”. – 2006. – № 553. – С. 311–314.
5. Пат. 82171 Україна, МПК С 08 К 5/09, С 08 L 61/00. Полiмерна композицiя для склеювання сталi
зi склом / О.В. Суберляк, Й.М. Шаповал, В. В Красiнський. – № а200703595; Заявл. 02.04.2007. –
Опубл. 11.03.2008. – Бюл. № 5.
6. Смит А. Прикладная ИК спектроскопия / Пер. с англ. – Москва: Мир, 1982. – 327 с.
7. Калинина Л.С. Анализ конденсационных полимеров. – Москва: Химия, 1984. – 217 с.
Надiйшло до редакцiї 02.07.2008Нацiональний унiверситет “Львiвська полiтехнiка”
O.V. Suberlyak, V. V. Krasinsky, V. V. Kochubei, I.M. Shapoval
Effect of a chemical modification by polyvinylpirrolidone on the
physico-mechanical properties of phenol-formaldehyde resin
The chemical interaction between phenol-formaldehyde resin and polyvinylpyrrolidone macromo-
lecules in melt is confirmed by differential-thermic and infra-red-spectroscopic analyses and by
the usage of model compounds. The mechanism of such an interaction is studied as well. The
interaction is in the temperature range 120–130 ◦С with the assistance of final methoxyl groups
of phenol-formaldehyde resin with co-polymer formation. The co-polymer formation has significant
effect on the adhesion properties of modified phenol-formaldehyde resin, static bending strength and
surface toughness of hardened products, and insulating characteristics as well.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 153
|