Кафедра органической химии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Адгезионные свойства отверждённых

Эпоксидных смол

Студентки 3 курса

Кадоховой Альбины Алановны

Научный руководитель:

Чигорина Т.М.

доцент, к.х.н.

Заведующий кафедрой органической химии, д.х.н., профессор

_________________ Абаев Владимир Таймуразович

"_____" ___________________ 2014 г.

Владикавказ, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В разработке современных полупроводниковых и оптоэлектронных изделий, кроме технологии изготовления кристаллов, сборки изделий, очень важно подбирать полимерные композиции не только выполняющих функции защиты конструкции в эксплуатационных условиях, но и обеспечивающих функционирование приборов. В светодиодах требуются прозрачные эпоксидные полимеры, в качестве оптических линз, исключающие световые потери на границе раздела стекло-полимер. Недостаточная очистка исходных компонентов полимерной композиции приводит к коррозии элементов конструкции и ухудшению рабочих параметров прибора. Для обеспечения нормальной работы р-n перехода нужны полимерные составы, содержащие 10^-2 -10^-4% примесей. Часто избавиться от примесей в уже синтезированных и поставляемых как готовая продукция сырьевых материалах невозможно или экономически невыгодно. Многие системы не обладают устойчивостью к сохранению реакционноспособных свойств, при хранении переходят в гелеобразное состояние, что исключает возможность их поставки предприятиям, изготавливающим готовые изделия. Такая ситуация заставляет искать или другие сырьевые материалы, или синтезировать новые, не производимые по стандартным технологиям в химической промышленности.

Для подготовки выпуска эпоксидных композиций в производственном масштабе требуется исследование свойств компонентов и составов на их основе, определение критических характеристик тех параметров, которые обеспечивают необходимые свойства в процессе переработки и эксплуатации. Как правило, эти параметры учитывают запас свойств в наиболее важных показателях, гарантирующих потребителю воспроизводимость технологических режимов и эксплуатационную надежность в изделиях и исключающих непредсказуемое поведение полимеров, способных вызвать отказ в функционировании готового изделия.

Несмотря на прогресс в синтезе эпоксидных смол, отвердителей, катализаторов и других добавок, используемых в многотоннажном производстве герметизирующих пресс - материалов для интегральных микросхем, кроме стандартных испытаний, предприятие-изготовитель проводит герметизацию модельных тестовых структур, изучая свойства пресс - материала, как бы внедряясь в технологию сборки микросхем на электронном предприятии. Причина для такого усложнения контроля качества заключается в том что, несмотря на жесткие требования к исходному сырью, природа синтезируемых олигомеров и полимеров зависит от качества тех компонентов, из которых получают смолы и добавки. Чувствительность процесса синтеза к примесям, температурным режимам, точности в соотношении реакционноспособных компонентов приводит к образованию продуктов с различным молекулярно-массовым распределением, изменяющим реакционную способность. По одной и той же химической реакции можно получать полимеры, отличающиеся в своих свойствах настолько, что их применение станет практически невозможным.

Системы, включающие мономерные продукты полезны и интересны как модельные системы, позволяющие установить закономерности реакций отверждения, (очень сложно идентифицируемых при применении промышленных смол), и как самостоятельные композиции, значительно превосходящие по своим свойствам составы, полученные из серийных продуктов.

Объектами и задачами исследования являются:

• закономерности в регулировании структуры и свойств отвержденных эпоксидных олигомеров на модельных системах, состоящих из реакционноспособных эпоксидных мономеров и мономерных отвердителей (ангидридов, алифатических и ароматических аминов);

• диффузионные явления на границе раздела олигомерное связующее - полимерный наполнитель, оптимальные условия формирования сетчатой структуры отвержденного связующего для достижения высокой прозрачности наполненного полимера;

• теоретические основы адгезии и экспериментальные методы определения адгезионной порочности;

• адгезионные свойства эпоксидных смол к субстратам различной природы.

Целью данной работы - являлось изучение структуры и адгезионных свойств отверждённых эпоксидных смол.

Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к различным материалам и поэтому используются в качестве клеёв, связующих в композиционных материалах и в качестве различных покрытий. Поэтому задача этой работы заключается в том, чтобы изучить получение эпоксидных смол, процесс их отверждения и адгезионные свойства к конкретным материалам различной природы.