Большой практический интерес представляют процессы отверждения эпоксидных смол под действием инициаторов катионной полимеризации— кислот Льюиса и их комплексов с различными соединениями (главным образом комплексы трехфтористого бора) [89].


Несмотря на то, что отверждение в присутствии комплексов трехфтористого бора протекает значительно быстрее, чем отверждение под действием аминных отвердителей, достигнуть полного отверждения при температурах около 30°С не удается [139]. При отверждении комплексом BF3 количество прореагировавших эпоксидных групп ди-гл'ицидилового эфира дифенилолпропана через 30 мин после начала реакции составляет только 58% (рис. 1.37). Дальнейшее нагревание при 120°С в течение 30 мин приводит к увеличению числа прореагировавших эпоксидных групп до 90%. Комплексы кислот Льюиса с азотсодержащими соединениями, в особенности с алифатическими аминами, обладают различной отверждающей способностью. Изменение их активности может быть достигнуто также сочетанием комплекса трехфтористый бор — амин с небольшими количествами ангидридов дикарбоновых кислот, изоцианатов и альдегидов. Однако в этом случае уменьшается жизнеспособность композиций, отвержденных этим комплексом.


Скорость отверждения инициаторами ионной полимеризации связана также с природой эпоксида [120]. Данные о продолжительности отверждения (при 120 °С) композиций на основе различных эпоксисоединений комплексом трехфтористый бор — бен-зиламин приведены ниже:


Продолжительность отверждения, мин


Глицидиловый эфир полигликоля ..........60


Глицидиловый эфир полифенола .... 23 Циклоалифатический эпоксид . . . « , 4—5


Совмещая циклоалифатические эпоксидные смолы со смолами на основе дифенилолпропана, можно достигнуть значительного сокращения продолжительности отверждения последних.


Природа растворителя также влияет на скорость отверждения комплексами трехфтористого бора [140]. Это видно из приведенных ниже данных по изменению продолжительности отверждения композиций, состоящих из смолы на основе дифенилолпрэпана и комплекса трехфтористый бор — моноэтиламин:


Продолжительность •тверждения, мин -


Без растворителя ... 11


Циклогексанон . .. 13


Этиленгликоль ... 18


Диметилформамид 200


Для отверждения эпоксидных композиций на основе компаунда К-115 при пониженных температурах можно использовать комплексы трехфтористого бора и полиоксипропилендиола со средним молекулярным весом 1000. Наибольшая скорость отверждения клеевой композиции при 20 °С наблюдается в первые 3—10 мин, а прочность клеевого соединения достигает 80—90% от максимальной при отверждении в течение 20—30 мин. Оптимальное содержание комплекса BF3 в системе 1,0—1,5%. Жизнеспособность клеевой композиции находится в пределах 5—8 мин.


Отверждение при отрицательных температурах происходит относительно медленно; наибольшая скорость наблюдается в первые 20—60 мин, а 80—90% максимальной прочности достигается в течение 35—75 мин (в зависимости от содержания комплекса BF3 и температуры отверждения). При минус 5—6 °С через 60 мин прочность при сдвиге составляет 120 кгс/см2.


Дополнительная термическая обработка клеевых соединений, отвержденных при комнатной температуре, приводит к некоторому повышению теплостойкости. Введение наполнителей (алюминиевый порошок, молотая слюда) повышает прочность клеевых соединений [141].


Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, комплексного соединения BF3, замедлителя отверждения (например, нитро-анилина), пластификатора и наполнителя отверждается (в зависимости от количества замедлителя) в течение 10—20 мин. Она может применяться в качестве конструкционного клея для соединения стали и других материалов [142].