Производство, свойства и порядок работы с полиэфирными смолами

Полиэфирные вещества, которые используются в пластиковых материалах армированного типа, представляют из себя прозрачную, густой структуры, возможно с голубоватым (желтым) цветом, жидкость, которая имеет резковатый запах и является продуктом, получаемым при взаимной реакции соприкасаемы полимерных и мономерных компонентов.

Такие смолы обладают различными качествами: так, например, в температурном режиме около 18-20 градусов жидкие смолы, если смотреть на применение и характеристики полиэфирных смол, проявляют себя стабильно несколько месячных циклов, но твердеют за короткий срок, когда в них добавляют перекисное инициаторное вещество.

При воссоединительных реакциях и процессе превращения двухдейственных завязок в обычные, происходит отверждение, без образования каких-либо побочных продуктов. Чаще всего в роли присоединяющего мономерного элемента, учитывая применение и характеристики полиэфирных смол, выступает стирол, который сращивает трехмерное структурное соединение активных двухдейственных завязок цепей из полимерных составляющих, которые, соответственно, отличаются высокой прочностью. В данном процессе активными становятся примерно 90%!всех находящихся в полимерном составляющем двухдейственных завязок, выделяется дополнительное тепло, способствующее наиболее активному и полномерному осуществлению реакции затвердения.

 

Эпоксидка — достоинства и недостатки

Материал эпоксидного типа имеет несколько синтетических компонентов в составе и обычно реализуется в форме двухсоставных средств. Отличается от иных наличием основной смеси и отвердителя — последний добавляют для застывания перед использованием.

В результате после отверждения получаются изделия или покрытия высокой прочности, обладающие стойкостью к действию агрессивных факторов. При попадании ацетона или ряда других растворителей покрытие портится.

Преимущества применения эпоксидных материалов:

  • отсутствие токсических испарений после полного высыхания изделий (не выделяют фенол, безопасны для здоровья),
  • незначительная усадка,
  • защита поверхностей от влаги,
  • стойкость к износу,
  • легкость шлифования,
  • возможность склеивать дерево, сталь, алюминий, прочие непористые основания,
  • самые высокие показатели клеевого шва.

С эпоксидными смолами работают не более часа — дальше состав начинает отвердевать. Полное застывание происходит при -10…+200 градусах, используются холодный и горячий методы сушки. Различие в эффективности в зависимости от способа сушки есть: при горячем воздействии получаются сверхпрочные изделия для специальных производств.

Где чаще всего используется эпоксидка? Вот основные сферы:

  • пропитка стеклоткани для авиационного производства,
  • обработка корпусов судов,
  • изготовление деталей в автомобилестроении, электронике,
  • приготовление пластмассы и стеклопластика для строительства,
  • гидроизоляция покрытий для пола и стен в помещениях с высокой влажностью,
  • участие во внешней отделке стен,
  • декор помещений,
  • создание химически стойкого барьера в разных отраслях промышленности.

Недостатков у средства только два. Довольно высокая стоимость, особенно если выбирать между эпоксидкой или полиэфиркой. Период полимеризации зависит от типа отвердителя и может быть довольно неудобным. Использование высококачественных отвердителей вызовет значительное удорожание работ.

Что такое полиэфирная смола, ее свойства и применение

Развитие химической промышленности является следствием индустриального прогресса, развитие которого приходится еще на начало 20 века. Этот период знаменит не только вытеснением мануфактуры фабричным производством и повышением значимости машинного труда. Постепенно закладывались основы для создания качественных синтетических материалов. К середине столетия перед человечеством открылись технологии производства полиэфирных смол. Если изначально область их применения была весьма ограничена, то в настоящее время они составляют костяк в промышленности и строительстве.

Полиэфирные смолы можно назвать продуктом нефтехимической переработки. Их получают при смешивании и поликонденсации многоатомных спиртов, кислот и ангидридов.

В результате сложного химического процесса получается материал с уникальными свойствами. Он необычайно востребован, благодаря своей относительно низкой стоимости. Изначально лидером по производству полиэфирных смол являлись США. К началу 60-х годов в Америке было налажено производство экологически чистых аналогов на основе растительных масел, однако рост нефтедобычи существенно повлиял на вектор развития нефтехимической промышленности.

Состав

Полиэфирные смолы имеют сложный состав. Все компоненты можно разбить на отдельные группы, которые выполняют вполне определенную функцию.

  • Полиэфир или полиэфирный олигомер содержится в количестве 65-70%! Это основное вещество, подвергающееся полимеризации.
  • Растворитель. Его объем составляет до 30%! Вещества, являющиеся растворителями, способны снижать вязкость материала, вступая в реакцию сополимеризации основного компонента.
  • Инициатор – вещество, которое способствует началу реакции. Доля его содержания составляет 1,8%!
  • Ускоритель играет роль катализатора. С его помощью существенно увеличивается скорость реакции. В смоле содержится около 1,5%!ускорителя.
  • Ингибитор. Добавляется в основной состав для хранения. Именно он не дает смоле самостоятельно подвергаться полимеризации.

Как было указано выше, основной компонент полиэфир состоит из спиртов, кислот и ангидридов. Обычно в качестве спиртов выступает этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль или глицерин. Остальными компонентами выступают фумаровая кислота, малеиновый ангидрид, адипиновая кислота и фталевый ангидрид.

Рекомендуем:  Лучшие марки, свойства и инструкция по применению теплопроводных клеевых составов

После смешивания компонентов до наступления реакции отверждения полиэфир обладает относительно небольшой молекулярной массой. В процессе полимеризации молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру, а их масса стремительно растет. Образование связанной структуры повышает прочность и плотность конечного материала.

Все растворители являются мономерами, они доводят консистенцию смолы до требуемой нормы, снижая ее вязкость. Без этого вещества подготовить смолу невозможно, так как изначально она слишком густая. К тому же растворитель участвует в процессе полимеризации, увеличивая скорость и глубину отверждения. Без растворителя смола «застывает», но очень медленно.

В подавляющем большинстве случаев на производстве полиэфирных смол используют стирол в качестве растворителя. Он имеет высокую эффективность наряду с низкой стоимостью, однако требует осторожного обращения. Стирол токсичен и горюч, что создает потенциальную опасность отравления или взрыва.

Инициатор нужен компонентам смолы, чтобы началась реакция отверждения. Перекись и гидроперекись, являясь инициаторами, взаимодействуют с ускорителем. В результате реакции они образуют свободные радикалы, которые, в свою очередь, превращают молекулы полиэфира также в свободные радикалы, в чем и заключается процесс полимеризации. Он сопровождается повышением температуры материала. После добавления инициатора в состав смолы необходимо произвести заливку в течение суток.

Ускоритель может добавляться в полиэфир еще на стадии изготовления, ведь реакция начнется только после его соединения с инициатором. Наиболее популярным веществом-ускорителем является соль кобальта (нафтенат кобальта или октоат кобальта). Они выпускаются не только в составе полиэфира, но и отдельно, их марки содержат литеры «НК» или «ОК».

Ингибиторы замедляют реакцию полимеризации. Дело в том, что многие смолы даже без ускорителей и инициаторов способны образовывать свободные радикалы. Такие вещества, как фенол, трикрезол, некоторые кислоты и хиноны могут быть добавлены в полиэфиры в небольшом количестве. Обычно их доля не превышает 0,05%!

Изготовление

В процессе перегонки нефти образуются такие продукты, как бензол, этилен и пропилен. На их основе производятся ангидриды, многоосновные кислоты и гликоли. При соединении всех компонентов образуется базовый состав полиэфира. Его еще называют базовой смолой. Для получения готовой полиэфирной смолы базовый состав смешивают с растворителем.

В принципе, уже после их взаимодействия получается состав с характерными свойствами. Он поступает в продажу и может быть использован на производстве. Тем не менее, возможен переход процесса на второй этап. В смолу вводятся различные добавки. Их содержание и дозировка зависит от назначения. Примером служат пластификаторы, пигменты и связующие компоненты.

После того, как полиэфирная смола поступила в продажу, на реализацию отводится ограниченное время. Причина заключается в том, что процесс полимеризации и отверждения начинается самопроизвольно.

Со временем качество основного состава постепенно ухудшается. Для увеличения срока хранения приходится понижать температуру, поэтому рекомендуется смолу хранить в холодильниках.

Перед непосредственным применением все компоненты разогреваются до комнатной температуры, основной состав смешивается с отвердителем, активатором и катализатором согласно инструкции от производителя. После смешивания всех компонентов смола приобретает характерные показатели влагостойкости, плотности и прочности. В продаже встречаются однокомпонентные материалы, это означает, что дополнительные компоненты придется докупать отдельно.

Свойства и характеристики

Полиэфирная смола в готовом к применению виде по своей консистенции похожа на жидкий мед. Она может принимать разные оттенки, от желтого до темно-коричневого. Несмотря на наличие окраса, смола прозрачная. После того, как в основной состав добавляется отвердитель, прозрачность снижается, а сам материал густеет. В промежуточном состоянии он похож на резину, а по завершении отверждения становится твердым. На затвердевшую полиэфирную смолу хорошо наносится лак и различные краски.

Для полиэфирных смол можно сформулировать целый ряд уникальных свойств. Именно они играют определяющую роль в определении сферы применимости материала. Опишем кратко свойства и применение полиэфирной смолы.

  • Низкая теплопроводность. Теплоизоляционные свойства смолы востребованы в промышленности и строительстве. Даже относительно небольшой слой способен служить неплохим изолятором.
  • Влагостойкость. В затвердевшем виде полиэфирная смола не пропускает влагу. Она может использоваться даже в условиях повышенной влажности в качестве гидроизоляции.
  • Повышенное время эксплуатации. Изделия из полиэфиров устойчивы к внешним воздействиям климатического и техногенного характера. Это позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени, причем за весь период материал практически не теряет своих основных характеристик.
  • Широкий температурный диапазон. Применение смолы в быту практически не ограничено температурными критериями. Материал абсолютно инертен и к ультрафиолетовому излучению, то есть, внешний вид изделий со временем не изменяется, равно как и оптические характеристики.
  • Устойчивость к химии. Устойчивость к воздействию химически активных веществ позволяет применять различные средства по уходу за изделиями из полиэфирных смол.
  • Универсальность. Сфера применимости материала охватывает многие отрасли промышленности, от производства машин до электроники. Востребована смола и в домашних условиях, несмотря на вредность некоторых ее компонентов.
  • Хорошая адгезия. Высокий показатель адгезии только подчеркивает универсальность материала. Смола отлично сочетается с древесиной стеклом, пластиком и металлом.
  • Диэлектрик. Диэлектрические свойства полиэфира позволяют одновременно использовать его, как строительный материал и как изолятор.
Рекомендуем:  Как выбрать клей для стекла

Есть у полиэфирных смол и характерные минусы. Материал считается опасным для здоровья человека. В основном, источником этой опасности является стирол, которым можно надышаться в процессе приготовления состава.

В застывшем виде полиэфирная смола не причиняет вреда, тем не менее, изделия не рекомендуется использовать в пищевой промышленности.

Также смола подвержена усадке. По сравнению с эпоксидными смолами, полиэфирные в данном отношении существенно проигрывают.

Современные технологии позволили существенно снизить класс опасности материала. Сейчас в продаже можно встретить полиэфиры без содержания стирола. Его заменили растительные масла (касторовое, рапсовое, соевое). Масла используются не в чистом виде. Из них получают полиолы, которые являются базовыми компонентами для смол. Такой материал, безопасный для человека, имеет более расширенную область применения.

Применение

Как было уже указано, сфера применимости полиэфирной смолы необычайно широка. Благодаря невысокой стоимости и способности менять свои свойства при наличии наполнителей, материал задействован практически в каждой отрасли промышленности. В сочетании со стеклотканью полиэфир образует прочный и прозрачный стеклопластик. Изделия из такого стеклопластика широко применяются в сантехнике. Примером могут служить душевые кабины, которые по своей прочности не уступают «собратьям» из других материалов, но, в то же время, отличаются малой массой.

На основе полиэфирных смол изготавливаются лаки, клеевые составы и краски, а в области электроники смола является средством электро- и теплоизоляции. Мастики, замазки и наполнители отлично проявляют себя в изготовлении изделий галантереи, статуэток, наливных полов и подиумов. В быту полиэфиркой пропитывают пористые вещества, она способна стабилизировать древесину и является прекрасным грунтом или герметиком. Перечень стройматериалов на основе смолы можно дополнить сотопластами, пластмассами, волокнистыми древесными и асбоцементными плитами.

Широкое применение полиэфирная смола нашла в области кораблестроения. Из нее изготавливают несущие детали, элементы соединения. В качестве герметика смола востребована не только для небольших катеров, но и кораблей. Она обеспечивает герметичность корпусов, люков и иллюминаторов. Мастера кузовного ремонта используют смолу в качестве несущего материала при ремонте бамперов авто, а пластик на основе полиэфирки поставляется на заводы-изготовители.

Автомобильные грунтовки и шпатлевки в своем составе имеют смолы. Смола в чистом виде используется для заливочных работ. Примером служит литье подоконников, кровли, карнизов, а также плафонов осветительных приборов. При добавлении колеров и наполнителей полиэфирная смола служит сырьем для производства плиток декоративного камня.

Популярные марки

На рынке стройматериалов можно встретить полиэфирные смолы от отечественных и импортных поставщиков. В связи с большим расходом, фасовка материала производится в различные тары, вместимостью от 1 литра и выше.

  • Neon S-1. Смола Neon S-1 представлена компанией Ремполимер. Она позиционируется, как предускоренная тиксотропная полиэфирка, которая известна потребителям, благодаря низкой вязкости. Основной компонент получен на основе стирола, но используются наполнители высокого качества. Негласно считается, что данная марка смолы отлично подходит для автотюнинга, а также для ремонта катеров и лодок. Время пригодности состав для работы после приготовления составляет 15 минут. Полное отверждение происходит за 45 минут.
  • Reoflex Repair Resin или Рефлекс известна, как универсальное средства для поверхностного ламинирования. Смола относится к классу ортофталевых полимеров и отличается пониженным содержанием стирола. Может использоваться для всех типов первичного покрытия, так как обладает высокой адгезией к металлам, стеклу, древесине и лакокрасочным материалам. Слой полиэфирной смолы Рефлекс выдерживает значительные нагрузки, перепады температур, а также устойчив к воздействию нефтесодержащих продуктов. Добавление пластификатора превращает смолу в материал, пригодный для герметизации металлов. Марка востребована автослесарями, так как используется при ремонте пластиковых элементов.
  • Norsodyne O-12335 AL. Смола для литья Norsodyne O-12335 AL не теряет своих оптических свойств под действием света. Ее устойчивость к ультрафиолетовому излучению широко применяется в отделочных работах. Предускоренная смола принимает желатинообразную консистенцию в течение 20 минут. Для нее выпускается специальный отвердитель – Бутанокс. Доля отвердителя составляет 0,3-2%!от объема основного состава. Смола Norsodyne проявляет клеевые свойства даже при температуре 15°C градусов, в то время, как нижний предел для прочих моделей составляет 20-22°C градуса.
  • Novol Plus 720. Качественный материал с усредненными показателями – смола Новол плюс 720. Она используется, как клей при работе с резиновыми изделиями, в качестве связующего компонента для пластика, а также в роли герметика, причем заделывать дыры можно в металле, стекле, пластике и древесине. Прочность полиэфирки способствует тому, что ею укрепляют корпуса лодок, а в виде добавки смола используется даже при ремонте кузова автомобиля.

Отвердитель Бутанокс добавляется в компонент «А» (основной состав). Точное его количество определено производителем. Среднее значение доли отвердителя составляет 2,5%! Отвержденный полиэфир поддается обработке. Его можно шлифовать и покрывать лаком или красками.

Рекомендуем:  Можно ли клеить обои на OSB и фанеру: рекомендации подготовки основания

Влияние на здоровье человека

Практически все синтетические материалы содержат вещества, так или иначе, оказывающие влияние на здоровье человека. Стирол, на основе которого создан растворитель, огнеопасен и токсичен, поэтому при работе со смолой предъявляются самые жесткие меры безопасности.

Необходимо защищать глаза от случайных брызг, а органы дыхания от паров. Если материал случайно попал на кожу, следует безотлагательно предпринимать меры. Лучше всего использовать специальный состав для очищения от полиэфира, но если его нет под рукой, то место соприкосновения со смолой промывается теплой мыльной водой. Помещение должно быть оборудовано вытяжкой и приточной вентиляцией.

Запрещено проводить работы в непосредственной близости к источникам открытого огня. В случае возгорания пожар тушится огнетушителем или песком. Водой тушить стирол нельзя.

Технология производства материалов не стоит на месте, поэтому был разработан альтернативный метод получения смол. Речь идет о натуральных полиолах, созданных на основе растительных масел. По своим характеристикам они нисколько не уступают смолам на основе стирола, а в некоторых случаях даже превосходят.

Уменьшая вредное воздействие на человека, удается добиться негативного влияния на экологию в целом, ведь при этом снижаются объемы добычи нефти. Во-первых, экономятся невосполняемые ресурсы. Во-вторых, цена на такие смолы не зависит от курсов на нефтяном рынке.

Изготовление смол

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.

к содержанию ↑

Состав

Состав полиэфирной смолы сложен, каждый элемент, входящий в него служит для определенной цели. Их можно объединить в несколько групп:

  • Полиэфир, в составе он содержится на 65-70%!, это база смолы;
  • Растворитель, примерное содержание 30%!, могут способствовать снижению вязкости изделия;
  • Инициатор, 1.8%!, запускает процесс полимеризации;
  • Ускоритель, способствует увеличению скорости затвердевания состава, 1.5%
  • Ингибитор сдерживает процесс полимеризации во время хранения.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: