Отверждение аминами

К отвердителям аминного типа относятся различные соединения, содержащие свободные аминогруппы.

Амины взаимодействуют с концевыми эпоксидными группами за счет миграции подвижного атома водорода аминогруппы. При этом происходит размыкание a-оксидного цикла. Реакция с первичными аминами протекает с большой скоростью и сопровождается выделением теплоты. Аминными отвердителями можно отверждать все типы эпоксидных олигомеров, за исключением эпоксиэфиров, в молекуле которых отсутствуют эпоксидные группы, и циклоалифатических эпоксидов из-за низкой реакционной способности по отношению к аминам.

Взаимодействие эпоксидных олигомеров с аминами протекает по схеме

Отношение скоростей реакций на первой и второй стадиях определяется природой аминного компонента. Для алифатических аминов оно составляет примерно 2/1, для ароматических  - (3-5) / 1.

На конечных стадиях процесса образуется третичный амин, каталитическое влияние которого мало из-за пространственных затруднений, обусловленных размерами этих молекул.

При отверждении третичными аминами происходит полимеризация a-оксидного цикла, протекающая по ионному механизму:

и т. д.

Отвердители аминного типа используются для отверждения в области рабочих температур 0-150°С. Практически для протекания реакции на каждую эпоксигруппу требуется один атом водорода аминогруппы. Алифатические амины легко реагируют с эпоксиолигомерами при 20-50°С, ароматические - при 80-120°С.

Отверждение при 20°С заканчивается за 24-48 ч, а при нагревании - за 10-20 ч. Смеси эпоксиолигомеров с полиаминами не могут длительно храниться, и их готовятперед непосредственным применением.

К недостаткам отверждения аминами следует отнести их токсичность, большой экзотермический эффект, который приводит к местным перегревам и образованию внутренних напряжений или пузырей. Для устранения этих недостатков отверждение проводят аддуктами (продуктами взаимодействия избытка амина с эпоксидными олигомерами), которые не только облегчают работу, но и улучшают некоторые свойства продуктов реакции (например, эластичность).

Алифатические амины (диэтилентриамин, триэтилентетрамин, полиэтиленполиамин и др.) реагируют очень энергично. Ароматические амины менее реакционноспособны в силу меньшей основности (отверждение ими проводится при нагревании).

В результате получаются продукты с хорошими механическими свойствами. Чаще всего применяют м-фенилендиамин, бензидин, пиперидин и др.

Смешение аминов с эпоксидными олигомерами должно проводиться в жидкой фазе.