Отличия которых будем рассматривать в данной статье, относятся к классу термореактивных. Это означает, что после процесса застывания их уже нельзя вернуть в жидкое состояние. Оба состава обладают разными характеристиками, что определяет сферу их применения. Для понимания назначения этих материалов полезно ознакомиться с обзором полиэфирных и эпоксидных смол.
Эпоксидка относится к материалам синтетического происхождения. В чистом виде она непригодна для применения, так как самостоятельно перейти в твердое состояние не способна. Для застывания в эпоксидную смолу добавляют в нужной пропорции специальный отвердитель.
Для правильного использования нужно знать плюсы и минусы эпоксидной смолы. Смола данного типа ценится за свои прочностные характеристики. Она устойчива к таким агрессивным химическим соединениям, как кислоты и щелочи. К достоинствам эпоксидки относятся: умеренная усадка, высокая стойкость к износу, а также отличная прочность. Процесс застывания происходит при широком диапазоне температур, но рекомендованным в быту является промежуток от +18 до +25 градусов. Горячий метод застывания используется при производстве изделий повышенной прочности, способных выдерживать экстремальные нагрузки.
Такой тип смол применяется как в промышленности, так и в домашних условиях. Сфера их использования становится все шире благодаря созданию новых составов с оптимизированными свойствами. Благодаря смешиванию разных типов эпоксидных смол и отвердителей можно получать конечный продукт с совершенно непохожими характеристиками.
Смола эпоксидного типа, прежде всего, применяется как материал для склеивания поверхностей: деревянных, кожаных, металлических и других непористых. Такой состав востребован в электронике, машиностроении и авиации. Стеклопластик, активно применяемый в строительстве, также изготавливают из эпоксидки. Смолу используют для гидроизоляции пола и стен, в том числе и внешних. Готовые изделия из стеклопластика после шлифовки и дополнительной обработки популярны в украшении интерьеров помещений.
Эпоксидный материал состоит из двух составляющих, после смешивания которых начинается процесс полимеризации. Компонент, вызывающий отвердевание эпоксидной смолы, называется отвердителем. В зависимости от применения различных смол и отвердителей можно получать совершенно непохожие эпоксидные смеси.
Пропорция отвердителя в составе может быть различной и зависит главным образом от марки смолы. Реакция полимеризации эпоксидной смолы необратима, то есть расплавить уже застывший материал возможности нет.
Ошибочно полагать, что при завышении количества отвердителя застывание пройдет быстрее. Действенный способ ускорения процесса — увеличение температуры смеси. Повышение рабочей температуры на 10 градусов позволяет ускорить процесс в 3 раза. Для этих целей в продаже имеются специальные компоненты. Также существуют эпоксидные смеси, затвердевающие при пониженных температурах.
Неверный подбор количества отвердителя пагубно сказывается на качестве готового изделия. В первую очередь уменьшается его прочность и устойчивость к химическим веществам. При малом количестве отвердителя консистенция детали становится липкой, при избытке полимер выделяется на поверхности материала. Наиболее частыми пропорциями смола/отвердитель являются 1/2 или 1/1. Перед смешиванием рекомендуется ознакомиться с инструкцией для правильного соотношения компонентов.
Такая смола образуется при переработке спиртов специального назначения. Основой материала служит полиэфир. Для ускорения процесса затвердевания используются специализированные растворители и ингибиторы. В зависимости от сферы применения материала, он может иметь различную структуру и свойства. Получившееся изделие нуждается в дополнительной обработке, направленной на повышение защиты от воды и ультрафиолетового излучения. Дополнительное покрытие также усиливает прочностные характеристики изделия. Полиэфирная смола, в отличие от эпоксидной, характеризуется невысокими механическими качествами. Но при этом полиэфирку отличает низкая цена, благодаря которой материал является более популярным.
Такие смолы активно применяются при строительстве зданий, в автомобилестроении, кораблестроении и процессе производства емкостей для химических составов. Полиэфирные компоненты при смешивании со стеклом образуют высокопрочные соединения. Благодаря этому получившийся материал используют в изготовлении навесов, крыш для зданий и осветительных приборов.
Полиэфирная смола также входит в состав искусственного камня. Изготовленный с применением данного компонента пластик используется в производстве подоконников, душевых кабин, перегородок и декоративных элементов. Полиэфирные смолы, в отличие от эпоксидных, легко поддаются окрашиванию.
Полиэфирная смола, в отличие от эпоксидной, обладает большей практичностью. После смешивания со стеклом состав приобретает прочностные характеристики, превышающие свойства стали. Для затвердения полиэфирки не требуется специальных условий и температур. Работы с ней считаются менее трудоемкими, а сам материал обходится дешевле.
Задавая вопрос: "Что лучше, полиэфирка или эпоксидка?", нужно понимать, зачем и где смола необходима. Оба материала имеют свои плюсы и минусы, и окончательный выбор зависит от условий использования, а также типа поверхности, на которую смола будет наноситься.
Эпоксидка имеет более высокую стоимость, но при этом отличается большей прочностью. Обладая отличными клеевыми свойствами, крепко соединяет различные по структуре поверхности. Эпоксидная смола отличается от полиэфирного продукта незначительной усадкой, лучшими механическими характеристиками, а также устойчивостью к износу.
При этом, в отличие от полиэфирки, эпоксидке нужно больше времени для затвердевания, что замедляет процесс изготовления деталей из этого материала. Работе с такой смолой сопутствуют повышенные меры безопасности: при работе с жидким материалом необходимо наличие перчаток, для обработки твердого изделия нужен респиратор. Опасность представляет не столько сама смола, сколько компоненты, использующиеся для придания ей твердого состояния. При затвердевании в условиях высокой температуры есть шанс потерять вязкость материала, что создает дополнительные трудности в работе.
Какая смола лучше, эпоксидная или полиэфирная? Отзывы говорят о том, что в большинстве случаев первую используют в виде клея, так как его свойства гораздо выше, чем у материала на основе полиэфира. В других ситуациях более рациональным представляется использование смолы полиэфирного вида, которая, во-первых, позволит сэкономить, а во-вторых, упростит работу.
Полиэфирка не выделяет токсичных элементов, удобна в применении, и специальные знания для работы с ней не требуются. Состав применяют для покрытия различных поверхностей с последующей обработкой средством, повышающим прочность. По клеевым свойствам полиэфирка значительно уступает эпоксидке, и использовать ее для склеивания поверхностей нерационально. Как материал для декоративных изделий не подходит, так как имеет невысокие механические показатели. При смешивании состава из полиэфирки применяется небольшое количество катализатора. Затвердевает материал быстро, в течение 2-3 часов.
Готовая деталь обладает эластичностью и устойчивостью к изгибу. Минусом изделия из полиэфирной смолы является горючесть. Запрещается наносить полиэфирную смолу на изделие, изготовленное из эпоксидки. Для ремонта продукта из эпоксидного материала лучше его же и использовать.
Смолу следует наносить только на предварительно подготовленную поверхность. Первым делом с помощью растворителя проводится обезжиривание. После устранения загрязнений и следов жира выполняется процесс шлифовки. С поверхности материала с помощью наждачной бумаги или специального инструмента снимается верхний слой. Затем проводится процесс устранения пыли. После этого можно приступать к нанесению рабочего компонента.
Для того чтобы не нанести вред здоровью при работе со смолами и отвердителями, необходимо по максимуму принять все меры предосторожности. Несоблюдение простых правил может привести к повреждениям кожи, ожогам или нарушениям работы легких при работе с эпоксидными или полиэфирными смолами. Особенности техники безопасности при работе с химическими веществами:
Манипуляции с эпоксидными компонентами следует проводить в хорошо вентилируемом помещении.
Полиэфирная смола - широко эксплуатируемый материал, который находит применение в разных сферах промышленности. Пользоваться им можно даже в домашних условиях, если точно знать, как работать с этим средством. Технологию нужно строго соблюдать, только в этом случае результат будет качественным.
Полиэфиры - продукты нефтехимии, которые берут свое начало в ходе перегонки нефти. Производство начинается именно с нефтепереработки, в итоге выделяются такие компоненты: бензол, этилен, пропилен. Далее эти вещества подвергаются различным химическим реакциям для изготовления гликолей, многоосновных кислот, антигидридов. Ингредиенты соединяют и уваривают вместе, в результате получается базовая смола.
Получение готовой полиэфирки включает разведение базовой смолы растворителем - стиролом. Это вещество имеет высокую токсичность, в готовом продукте способен составлять до ½.
Указанный этап производства может быть конечным, и продукт поступает на реализацию. Но чаще всего схема переходит на второй этап, где в состав вводится ряд добавок в зависимости от назначения материала. Дополнительные компоненты обеспечат нужные свойства. Это могут быть пластификаторы, связующие добавки, пигменты (колеры) и т. д.
С момента окончания производства срок годности смеси ограничен. Дело в том, что после окончательной укомплектации начинается постепенная полимеризация материала или отверждение. Чем дольше хранится средство, тем хуже его качество. Для замедления полимеризации используют хранение в холодильниках.
Перед непосредственным нанесением смолы ее надо в определенных пропорциях разбавлять отвердителем, смешивать с активатором, катализатором, которые обеспечат нужную химическую реакцию с выделением тепла, поэтому масса обретет нужные характеристики - плотность, прочность, влагостойкость.
Производители выпускают однокомпонентные средства - к ним надо дополнительно покупать отвердители, двухкомпонентные материалы. Последние включают два флакона - смолу и отвердитель.
Насыщенные полиэфирные смолы на вид представляют собой медоподобную жидкость темно-коричневого, желтого цвета. Как правило, она прозрачная, не имеет посторонних включений. После смешивания с отвердителем материал густеет, переходит в желеобразное состояние, потом становится похожим на резину и, наконец, твердеет. Окончательно затвердевший материал может подвергаться окрашиванию - хорошо ложится краска и лак.
Полиэфирные смолы отличаются такими свойствами:
К минусам материала можно отнести большую, по сравнению с эпоксидной смолой, усадку, высокий класс опасности для человека. Материал токсичный, работа требует осторожности.
Сейчас выпускаются современные полиэфирные смолы без стирола. В отличие от неорганических смесей, в них нет опасных компонентов. В составе живица, растительные масла (рапсовое, соевое, касторовое). Из масел добывают экологически чистые полиолы - базовые компоненты для изготовления двухкомпонентных полиэфирных смол. Из полиолов готовят вспененный полиуретан.
Что можно сделать на основе полиэфирных смол? Сфера их применения очень широка. В комбинации со стеклотканью они позволяют получить стеклопластик нужной степени прозрачности. Изделия из него есть в любом магазине сантехники, например, душевые кабины. Смолы входят в состав лакокрасочных материалов, клеевых смесей, компаундов - полимеров для изготовления радиодеталей, электротехнического оборудования. Их вводят в мастики, замазки, композиции для наливного пола, для подиумов.
Стеклопластик применяется в отливке статуэток, галантереи. Полиэфиркой пропитывают пористые материалы для их герметизации, например, для стабилизации древесины. Полиэфирная смола может участвовать в процессе изготовления сотопластов, иных пластмасс, волокнистых плит из дерева, асбоцементных плит.
В кораблестроении использовать смолы можно для:
Полиэфирная смола применяется для ремонта бамперов авто, пластик на ее основе служит базой для изготовления деталей автомобилей. С добавлением полиэфирок делают автомобильные грунтовки и шпаклевки. Стеклопластик вкупе с красителями применяют для литья осветительных приборов, подоконников, карнизов, кровель. Литьевой метод используется для создания искусственного камня.
Выпускаются разнообразные полиэфирные смолы отечественных и импортных производителей. Упаковки большинства смол - от 1 килограмма и более.
Neon S-1 от Ремполимер - предускоренная тиксотропная смола, которая обладает низкой вязкостью, средним уровнем химической активности. В составе присутствует стирол, наполнители высокого качества. Средство считается одним из лучших для ремонта лодок, катеров, автотюнинга. Дает минимальную усадку, после разбавления его надо наносить в течение 15 минут. Время полимеризации - 45 минут.
Reoflex Repair Resin или полиэфирная смола Рефлекс - средство для ламинирования, имеет ортофталевую основу и пониженное количество стирола. В описании указано, что смола обладает высокой адгезией к металлу, лакокрасочным покрытиям, древесине, ламинату, грунтам.
Полученное покрытие имеет высокую прочность к механическому повреждению, вибрации, стойкое к перепадам температур, влиянию смазок, бензина, масел. Добавление специальных компонентов позволяет пластифицировать материал и применять для ремонта бамперов, заполнения щелей в металле.
NorsodyneO-12335 AL - предускоренная прозрачная смола, имеет высокую стойкость к ультрафиолету. Отличается довольно большим временем желатинизации - 16 – 22 минуты. Разводить ее нужно отвердителем Бутанокс в объеме 0,03 % от общей массы. Используется для обработки пористых материалов, как клей для резиновых лодок, ремонта автомобилей. Допускается применение при температуре от +15 градусов.
Новол Плюс 720 (Novol Plus 720) - еще одно популярное средство, которым можно клеить резиновые изделия, заделывать дыры, отверстия, усиливать пластиковые конструкции. С его помощью ремонтируются кемпинговые прицепы, яхты, автомобильные кузова.
Как отвердитель применяется Бутанокс, его можно заменить 50 % пастой перекиси бензоила. Полиэфирная смола имеет высокую прочность, отлично шлифуется, может покрываться полиэфирными шпаклевками. Расход 1м2 при использовании в качестве клея небольшой, средство может применяться со стекломатом.
Склеивать различные поверхности, проводить их ламинирование можно при помощи смолы полиэфирной Eskim ES-1060. Состав менее вязкий, чем большинство материалов, поэтому отличается легкостью нанесения.
Особое свойство - низкая чувствительность к количеству растворителя и температуры для отверждения. Легко добавить в смолу любую колеровку своими руками, смола сочетается с большинством пигментов. К средству можно досыпать цемент, тальк, гипс и применять для изготовления наливных полов.
Полиэфирная смола Polipol 3401-А - ортофталевый материал с низкой усадкой, практически не деформируется после отверждения. Широко используется для производства химически стойкой тары, деталей катеров, аттракционов, бассейнов. Сколько сохнет средство? Время гелеобразования - 30 минут, дальнейшее отверждение зависит от температуры в помещении.
Основное отличие ненасыщенных смол от насыщенных - в составе, точнее, в количестве определенных компонентов. Ненасыщенные средства более популярны, ведь для их полимеризации не нужна высокая температура, составы отвердевают даже при +23 градусах. Плюсом можно назвать меньший вред для здоровья - отсутствует выделение побочных продуктов.
Материал используется для изготовления армированного пластика, литой изоляции, стеклопластикового покрытия, радиоприборов, электроприборов. Подойдет и для корпусов лодок, катеров, яхт, применяется в авторемонте и автомобильной промышленности.
Обязательный компонент смолы - растворитель-мономер. Нужен для разведения, снижения вязкости (сам полиэфир очень густой), как участник сополимеризации. Для перевода материала из жидкого состояния в твердое применяются катализаторы, например, гидроперекись (позволяет полиэфирке обрести конечные свойства).
Ускоритель вводят в состав сразу либо добавляют, чтобы стабилизировать массу, в процессе эксплуатации. Обычно в качестве ускорителя выступают соли кобальта. Без последовательного применения таких веществ процесс отверждения будет происходить медленно или преждевременно, готовое изделие будет испорчено.
Вначале следует точно отмерить объем смолы и ускорителя, пропорции всегда указываются в инструкции. Рекомендуется начинать работу с минимального количества материалов - не более 0,5 – 1 литра. Ускоритель добавляют постепенно, после тщательно размешивают смолу. Быстрые движения недопустимы - так в массу попадет много воздуха.
При введении раствора возможна смена оттенка жидкости (становится синего цвета), сильное нагревание. Если температура полиэфирки повысилась, это означает начало процесса полимеризации.
Когда требуется замедлить отверждение, можно поставить емкость с массой в таз с холодной водой. Переход жидкости в желатинообразное состояние означает окончание периода ее использования. Обычно такой процесс занимает 20 – 60 минут. Склеить изделия или нанести смолу на поверхности надо раньше, после желатинизации перемещать материал уже нельзя. Далее надо дождаться полной полимеризации - от нескольких часов до 2 суток, но окончательные свойства полиэфирка обретет через 1 – 2 недели.
Стекломаты - стекловолокно, нарубленное мелкими кусками (до 5 см). Их соединяют между собой и используют подобно стеклоткани. Для изготовления стекломатов применяется полиэфирка. Их прочность ниже, чем у стеклоткани из-за более коротких волокон, зато в работе они намного легче.
После пропитывания смолой материал становится похожим на губку, хорошо сгибается и обретает нужную форму. Существуют тонкие стекломаты (стекловуаль) и очень толстые, как одеяло.
Кроме прямого предназначения, полиэфирка широко применяется для изготовления искусственного камня. Для этого смола смешивается с наполнителями, минеральной крошкой, красителями, полимерами, стеклом.
Чтобы сделать крупные изделия (столешницы, карнизы), применяют метод литья - укладывают наполнитель в форму, заливают полиэфирной смолой. Так своими руками делают изделия из мрамора - смешивают полиэфирку и крошку искусственного мрамора, заливают в нужную форму. Сушат изделие в сушильном шкафу под действием горячего воздуха.
Вредные компоненты присутствуют в составе практически всех материалов неорганического происхождения. Особенно токсичен стирол, это вещество весьма огнеопасно. Работать с полиэфиркой надо всегда с соблюдением мер защиты. Глаза предохраняют от паров и брызг специальными очками, органы дыхания защищают респиратором.
Чем отмыть материал, если состав попал на кожу? Надо сразу же тщательно промыть это место с мылом, но лучше использовать особый состав для очищения полиэфиров. Помещение должно хорошо проветриваться, исключается работа рядом с источниками огня. Тушение при возгорании запрещено проводить водой, надо применять огнетушитель или песок.
Индустриальная революция, начавшаяся еще на стыке 19-го и 20-го веков, подарила миру не только переход от мануфактурного производства к фабричному и замену ручного труда машинным, но и стала началом настоящего прорыва в области химии. Уже в середине прошлого века человеку были известны технологии производства полиэфирных смол, которые сегодня применяются повсеместно в промышленности и строительстве.
Эти смолы находят широкое применение практически во всех отраслях промышленности (машиностроение, судостроение), в строительстве, в производстве спортивного снаряжения (шлемы, доски для серфинга) и во многих других сферах. Это обусловлено уникальными свойствами, которыми обладают конечные продукты на основе полиэфирных смол. Если речь идет о корпусах водного транспорта, литьевых формах или каких-либо других деталях, для изготовления которых применяются литьевые смолы, то это легкость и прочность, если об утеплении (вспененный полиуретан или твердые пенопласты), то это минимальные показатели теплопроводности, долговечность и надежность.
Полиэфирные смолы не боятся влаги, устойчивы к перепадам температуры и к механическим воздействиям, устойчивы к воздействию химических веществ (за исключением промышленных растворителей). Они долговечны (эксплуатационный срок вспененных полиуретанов превышает 50 лет), универсальны.
Уже в 50-е годы прошлого века США являлись лидером по объемам производства полиэфирных смол на основе гликолей, ксилита, глицерина и кислот. И уже к концу 50-х годов определенную долю производства занимали экологически чистые полиэфирные смолы, основой для изготовления которых становились растительные масла (касторовое, подсолнечное, соевое, рапсовое). Однако в силу определенных причин (больших объемов нефтедобычи и доступности нефтепродуктов, вектора развития нефтехимической промышленности) производство экологически чистых смол получало меньшее распространение.
Сегодня ситуация меняется в диаметрально противоположном направлении. Экологическое состояние планеты все больше заботит умы не только ученых или представителей экологических организаций, но и рядовых граждан. Однако даже в Европе, страны которой позиционируют себя как лидеров производства экологически чистого сырья и продукции, доля изготовления натуральных полиолов составляет около 2-3% от объема производства полиэфирных смол на основе нефтепродуктов. А вот в России компания «Экотермикс» становится настоящим новатором, открывая производство натуральных полиэфирных смол на основе полиолов, полученных из растительных масел.
Использование растительных масел в качестве основы для получения натуральных полиолов позволяет производить полиэфирные смолы с теми же свойствами (а иногда даже с более высокими показателями), что в случае использования нефтепродуктов. Именно такую технологию было решено принять за основу на собственном производстве «Экотермикс», так как получение экологически чистых полиолов из восстанавливаемого сырья положительно сказывается на экологическом состоянии планеты, позволяя сокращать объемы нефтедобычи.
Алкоксилирование и переэтерефикация – это две основные реакции, протекание которых обеспечивается передовым высокотехнологичным оборудованием в производственных условиях, и в результате которых можно получать полиолы, содержащие до 70-80% возобновляемых веществ. Фактически, это успешная попытка уйти от применения ископаемых и не возобновляемых ресурсов, переработка которых связана с нанесением значительного ущерба окружающей среде. Кроме того, это полная независимость от ситуации на нефтяном мировом рынке.
Использование натуральных и экологически чистых полэфирных смол связано с целым рядом весомых преимуществ:
Компания «Экотермикс» предлагает вам натуральные полиолы исключительно высокого качества, изготовленные на основе растительных масел и продуктов переработки жестких полиуретановых пен. На их основе можно получать вспененные и жесткие полиуретаны, литьевые смолы. Произведенные на нашем производстве натуральные полиолы обеспечивают конечному продукту высочайшие эксплуатационные характеристики. При этом стоимость этих полиолов более чем привлекательна!
С ценами на услуги нашей компании можно ознакомиться в разделе
Или закажите консультацию специалиста в удобное для Вас время!
Заявка абсолютно бесплатна и ни к чему Вас не обязывает!
- полиэфирные смолы общего назначения получают этерификацией пропиленгликоля смесью фталевого и малеинового ангидридов. Соотношение фталевого и малеинового ангидридов может колебаться от 2:1 до 1:2. Полученную полиэфирную алкидную смолу смешивают со стиролом в соотношении 2:1. Смолы этого типа имеют широкую область применения: они используются для изготовления поддонов, лодок, деталей душевых стоек, плавательных бассейнов и цистерн для воды.
- эластичные полиэфирные смолы вместо фталевого ангидрида используются линейные двухосновные кислоты (адипиновую или себациновую). Образуется более эластичная и мягкая ненасыщенная полиэфирная смола. Используемые диэтилен- или дипропиленгликоли взамен пропиленгликоля также придают смолам эластичность. Добавление таких полиэфирных смол к жестким смолам общего назначения уменьшает их хрупкость и упрощает переработку. Этот эффект используется в производстве литых полиэфирных пуговиц. Такие смолы часто используют для декоративного литья в мебельной промышленности и при изготовлении рам для картин. Для этого в эластичные смолы вводят целлюлозные наполнители (например, растертую ореховую скорлупу) и отливают их в формы из силиконовой резины. Прекрасное воспроизведение резьбы по дереву может быть достигнуто при использовании форм из силиконовой резины, отлитых непосредственно по оригинальной резьбе.
- упругие полиэфирные смолы занимают промежуточное положение между жесткими смолами общего назначения и эластичными. Их используют для изготовления изделий, устойчивых к ударным нагрузкам, например игральных шаров, защитных шлемов, ограждений, деталей автомобилей и самолетов. Для получения таких смол вместо фталевого ангидрида используют изофталевую кислоту. Процесс ведут в несколько стадий. Сначала реакцией изофталевой кислоты с гликолем получают полиэфирную смолу с низким кислотным числом. Затем добавляют малеи-новый ангидрид и продолжают этерификацию. В результате получают полиэфирные цепи с преимущественным расположением ненасыщенных фрагментов на концах молекул или между блоками, состоящими из гликоль-изофталевого полимера
- полиэфирные смолы с малой усадкой при формовании армированного стекловолокном полиэфира различие в усадке между смолой и стекловолокном приводит к появлению раковин на поверхности изделия. Использование полиэфирных смол с малой усадкой ослабляет этот эффект, и полученные таким образом литые изделия не требуют дополнительного шлифования перед окрашиванием, что является преимуществом при изготовлении деталей автомобилей и бытовых электроприборов. Полиэфирные смолы с малой усадкой включают в себя термопластичные компоненты (полистирол или полиметилметакрилат), которые только частично растворяются в исходной композиции. При отверждении, сопровождаемом изменением фазового состояния системы, происходит образование микропустот, компенсирующих обычную усадку полимерной смолы.
- полиэфирные смолы, устойчивые к атмосферным воздействиям, не должны желтеть при воздействии солнечных лучей, для чего в его состав вводят поглотители ультрафиолетового излучения. Стирол может быть заменен метилметакрилатом, но только частично, ибо метилметакрилат плохо взаимодействует с двойными связями фумаровой кислоты, входящей в состав полиэфирной смолы. Смолы этого типа используют при изготовлении покрытий, наружных панелей и крыш фонарей.
- химически стойкие полиэфирные смолы сложноэфирные группы легко гидролизуются щелочами, вследствие чего неустойчивость полиэфирных смол к щелочам является их принципиальным недостатком. Увеличение углеродного скелета исходного гликоля приводит к уменьшению доли эфирных связей в смоле. Так, смолы, содержащие «бисгликоль» (продукт взаимодействия бисфенола А с окисью пропилена) или гидрированный бисфенол имеют значительно меньшее число эфирных связей, чем соответствующая смола общего назначения. Такие смолы используют в производстве деталей химического оборудования - вытяжных колпаков или шкафов, корпусов химических реакторов и емкостей, а также трубопроводов.
- огнестойкие полиэфирные смолы увеличение устойчивости смолы к воспламенению и горению достигается при использовании вместо фталевого ангидрида галогенированных двухосновных кислот, например тетрафторфталевой, тетрабромфталевой и «хлорэндиковой». Дальнейшее повышение огнестойкости достигается введением в смолу различных ингибиторов горения, таких, как эфиры фосфорной кислоты и окись сурьмы. Огнестойкие полиэфирные смолы используются при производстве вытяжных колпаков, деталей электрического оборудования, строительных панелей, а также для изготовления корпусов некоторых видов военно-морских судов.
- смолы специального назначения . Например, использование триаллилизоцианурата вместо стирола значительно улучшает теплостойкость смол. Специальные смолы могут быть получены отверждением с помощью УФ-излучения, для чего в них вводят такие светочувствительные агенты, как бензоин или его простые эфиры.
Эпоксидные смолы - олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей образовывать сшитые полимеры. Наиболее распространенные эпоксидные смолы - продукты поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, чаще всего - с бисфенолом А.
n может достигать 25, но чаще всего встречаются эпоксидные смолы с количеством эпоксидных групп меньше 10. Чем больше степень полимеризации, тем гуще смола. Чем меньше номер, указанный на смоле, тем больше эпоксидных групп в составе смолы.
Особенности эпоксидных полимеров:
ü возможность получения их в жидком и твёрдом состоянии,
ü отсутствие летучих веществ при отверждении,
ü способность отверждаться в широком температурном интервале,
ü незначительная усадка,
ü нетоксичность в отверждённом состоянии,
ü высокие значениями адгезионной и когезионной прочности,
ü химическая стойкость.
Впервые эпоксидная смола была получена французским химиком Кастаном в 1936 году. Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых масел (эпоксидирование). Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений.
Для применения смолы нужен отвердитель. Отвердителем может быть полифункциональный амин или ангидрид, иногда кислоты. Также применяют катализаторы отверждения. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена - переведена в твердое неплавкое и нерастворимое состояние. Отвердители бывают двух видов: холодного отверждения и горячего отверждения. Если это полиэтиленполиамин (ПЭПА), то смола отвердеет за сутки при комнатной температуре. Ангидридные отвердители требуют 10 часов времени и нагрева до 180 °С в термокамере.
Реакция отверждения ЭС - экзотермическая. Скорость, с которой смола отверждается, зависит от температуры смеси. Чем выше температура, тем быстрее реакция. Скорость ее удваивается при повышении температуры на 10° С и наоборот. Все возможности повлиять на скорость отверджения сводятся к этому основному правилу. Время полимеризации помимо температуры зависит и от отношения площади к массе смолы. К примеру, если 100 г смеси смолы с отвердителем обращаются в твердое состояние за 15 минут при исходной температуре в 25°С, то эти 100 г, равномерно размазанные по площади в 1 м2, полимеризуются более чем за два часа.
Для того чтобы эпоксидная смола вместе с отвердителем в отвержденном состоянии была более пластична и не ломалась (не трескалась) нужнодо бавлять пластификаторы. Они также как и отвердители бывают разные, но все нацелены на то, чтобы придать смоле пластичные свойства. Наиболее часто используемым пластификатором является дибутилфталат.
Таблица - Некоторые свойства не модифицированных и не наполненных диановых эпоксидных смол.
| Наименование характеристики | Значение |
| Плотность при 20 °С, г/см 3 | 1,16÷1,25 |
| Температура стеклования, °С | 60÷180 |
| Теплопроводность, Вт/(м×К) | 0,17÷0,19 |
| Удельная теплоёмкость, кДж/(кг К) | 0,8÷1,2 |
| Температурный коэф-т линейного расширения, °С -1 | (45÷65) 10 -6 |
| Теплостойкость по мартенсу, °С | 55÷170 |
| Водопоглощение за 24 ч, % | 0,01÷0,1 |
| Прочность, МН/м 2 при растяжении | 40÷90 |
| Модуль упругости (при кратковременном действии напряжения), ГН/ м 2 | 2,5÷3,5 |
| Ударная вязкость, кДж/м 2 | 5÷25 |
| Относительное удлинение, % | 0,5÷6 |
| Диэлектрическая проницаемость при 20°С и 1 МГц | 3,5÷5 |
| Удельное объёмное электрическое сопротивление при 20°С, Ом см | 10 14 ÷10 16 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при 20°С и 1 МГц | 0,01÷0,03 |
| Электрическая прочность при 20°С, МВ/м | 15÷35 |
| Влагопроницаемость, кг/(см сек н/м 2) | 2,1 10 -16 |
| Коэфф. диффузии воды, см 2 /ч | 10 -5 ÷10 -6 |
Эпоксидно-диановые смолы марок ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-10 и ЭД-8, используемые в электротехнической, радиоэлектронной промышленности, авиа-, судо- и машиностроении, в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Растворы эпоксидных смол марок ЭД-20, ЭД-16, Э-40 и Э-40Р в различных растворителях используются для изготовления эмалей, лаков, шпатлевок и в качестве полуфабриката для производства других эпоксидных смол, заливочных композиций и клеев.
Эпоксидные смолы, модифицированные пластификаторами - смолы марок К-153, К-115, К-168, К-176, К-201, К-293, УП-5-132 и КДЖ-5-20 используются для пропитки, заливки, обволакивания и герметизации деталей и в качестве клеев, электроизоляционных заливочных композиций, изоляционных и защитных покрытий, связующих для стеклопластиков. Композиция марки К-02Т используется для пропитки многослойных намоточных изделий с целью их цементации, повышения влагостойкости и электроизоляционных свойств.
Модифицированные эпоксидные смолы марки ЭПОФОМ используются на различных промышленных и гражданских объектах в качестве антикоррозионных покрытий для защиты металлических и бетонных строительных конструкций и емкостного оборудования от воздействия химически агрессивных сред (особенно кислот, щелочей, нефтепродуктов, промышленных и канализационных стоков), атмосферных осадков и повышенной влажности. Эти смолы также применяются для устройства гидроизоляции и монолитных наливных покрытий бетонных полов, грунтовки и нанесения отделочного слоя. На основе смолы марки ЭПОФОМ получают заливочные и пропиточные композиции с высоким содержанием армирующих тканей и наполнителей, композиционные материалы и износостойкие покрытия. ЭПОФОМ применяется в качестве пропиточной составляющей рукавного материала для ремонта и восстановления трубопроводов канализационных сетей, напорных сетей холодного и горячего водоснабжения без их демонтажа и извлечения труб из грунта (бестраншейным методом).
Композиции марки ЭЗП используются для покрытия емкостей-хранилищ вина, молока и других жидких пищевых продуктов, а также различных видов жидкого топлива (бензина, керосина, мазута и др.).
Фенолоформальдегидные смолы. В 1909 Бэкеланд сообщил о полученном им материале, который он назвал бакелитом. Эта фенолформальдегидная смола была первым синтетическим реактопластом-пластиком, не размягчавшимся при высокой температуре. Проведя реакцию конденсации формальдегида и фенола, он получил полимер, для которого не мог найти растворителя.
Фенолоформальдегидные смолы представляют собой продукты поликонденсации фенолов или его гомологов (крезолов, ксиленолов) с формальдегидом. В зависимости от соотношения реагирующих веществ и природы катализатора образуются термопластичные (новолаки) или термореактивные (резолы) смолы. Новолачные смолы - преимущественно линейные олигомеры, в молекулах которых фенольные ядра соединены метиленовыми мостиками и почти не содержат метилольных групп (-СН 2 ОН).
Резольные смолы - смесь линейных и разветвленных олигомеров содержащих большое число метилольных групп, способных к дальнейшим превращениям.
Особенности ФФС:
ü по природе - твердые, вязкие вещества, которые поступают на производство в виде порошка;
ü для использования в качестве матрицы плавят, либо растворяют в спиртовом растворителе;
ü механизм отверждения резольных смол состоит из 3-х стадий. На стадии А смола (резол) по физическим свойствам аналогична новолакам, т.к. растворяется и плавится, на стадии В смола (резитол) способна размягчаться при нагревании и набухать в растворителях, на стадии С смола (резит) не плавится и не растворяется;
ü для отверждения новолачных смол необходим отвердитель (обычно вводят уротропин, 6-14% от массы смолы);
ü легко модифицируются и сами модифицируют.
Фенольная смола сначала использовалась как легко формующийся высококачественный изолятор, защищающий от воздействия высоких температур и электрического тока, а затем стала главным материалом стиля Art Deco. Практически первый коммерческий продукт, полученный методом прессования бакелита - торцы каркаса катушки высокого напряжения Фенолоформальдегидная смола (ФФС) производится промышленностью с 1912 г. В России производство литых резитов под наименованием карболит было организованно в 1912÷1914 гг.
Фенолоформальдегидные связующие отверждаются при температурах 160-200°С с применением значительного давления порядка 30-40 МПа и выше. Получаемые в результате полимеры стабильны при длительном нагревании до 200°С, а в течение ограниченного времени способны противостоять действию и более высоких температур несколько суток при температурах 200-250°С, несколько часов при 250-500°С, несколько минут при температурах 500-1000°С. Разложение начинается при температуре около 3000°С.
К недостаткам фенолоформальдегидных смол можно отнести их хрупкость и большую объемную усадку (15-25%) при отверждении, связанную с выделением большого количества летучих веществ. С целью получения материала с малой пористостью необходимо при формовании применять высокие давления.
Смолы фенолоформальдегидные марок СФЖ-3027Б, СФЖ-3027В, СФЖ-3027С и СФЖ-3027Д предназначены для производства теплоизоляционных изделий на основе минеральной ваты, стекловолокна и для других целей. Смола фенолоформальдегидная марки СФЖ-3027С предназначена для производства пенопласта марки ФСП.
На основе ФФС изготавливают разнообразные пластические массы, называемые фенопластами. В состав большинства из них, кроме связующего (смолы), входят и другие компоненты (наполнители, пластификаторы, и др). Они перерабатываются в изделия главным образом методом прессования. Прессматериалы можно готовить на основе как новолачных, так и резольных смол. В зависимости от применяемого наполнителя и степени измельчения все прессматериалы разделяются на четыре типа: порошковые (пресспорошки), волокнистые, крошкообразные и слоистые.
Обозначение пресспорошков чаще всего складывается из буквы К, обозначающей слово композиция, номер смолы, на основе которой изготавливается данный прессматериал, и числа, соответствующего номеру наполнителя. Все пресспорошки по назначению могут быть разделены на три большие группы:
Порошки для технических и бытовых изделий (К-15-2, К-18-2, К-19-2, К-20-2, К-118-2, К-15-25, К-17-25 и т. д.) изготавливаются на основе новолачных смол. Изделия из них не должны подвергаться значительным механическим нагрузкам, действию тока высокого напряжения (более 10 кВ) и температуры выше 160°С.
Порошки для электроизоляционных изделий (К-21 -22, К211 -2, К-211-3, К-211 -4, К-220-21, К-211-34, К-214-2 и т. д.) изготавливаются в большинстве случаев на основе резольных смол. Изделия выдерживают действие тока напряжением до 20 кВ при температуре до 200°С.
Порошки для изделий специального назначения обладают повышенной во до- и теплостойкостью (К-18-42, К-18-53, К-214-42, и др.), повышенной химической стойкостью (К-17-23. К-17-36, К-17-81, К-18-81 и др.), повышенной прочностью на удар (ФКП-1, ФКПМ-10 и др.) и т. п.
Волокнистые прессматериалы готовятся на основе резольных смол и волокнистого наполнителя, применение которого позволяет повысит некоторые механические свойства пластиков, главным образом удельную ударную вязкость.
Волокниты - прессматериалы на основе наполнителя - хлопковой целлюлозы. В настоящее время изготовляют три вида волокнита: волокнит, высокопрочный волокнит и корд волокнит. На основе асбеста и резольной смолы выпускаются прессматериалы марок К-6, К-6-Б (предназначены для изготовления коллекторов) и К-Ф-3, К-Ф-З-М (для тормозных колодок). Прессматериалы, содержащие стеклянное волокно, называются стекловолокнитом. Он обладает более высокой механической прочностью, водо- и теплостойкостью, чем другие волокнистые прессматериалы.
Крошкообразные прессматериалы изготавливаются из резольной смолы и кусков (крошки) различных тканей, бумаги, древесного шпона. Они обладают повышенной удельной ударной вязкостью.
Слоистые прессматериалы выпускаются в виде больших листов, плит, труб, стержней и фасонных изделий. В зависимости от рода наполнителя (основы) листовые слоистые пластики выпускаются следующих видов: текстолит - на хлопчатобумажной ткани, стеклотекстолит - на стеклянной ткани, асботекстолит - на асбестовой ткани, гетинакс - на бумаге, древесно-слоистые пластики - на древесном шпоне.
