Состав эпоксидной смолы: Эпоксидные смолы и все про них

Содержание

Эпоксидная смола: определение, состав, получение, виды

На рынке строительных материалов эпоксидная смола появилась около 60 лет назад. Ее популярность доказывается хотя бы тем, что сам термин, хотя порой и в некорректном виде (эбоксидка), известен каждому обывателю, даже не интересующемуся строительным ремеслом. Однако в представлении большинства эпоксидка – это всего лишь клеевой состав.

На самом деле возможности смолы, продиктованные ее уникальными свойствами, необычайно широки. И те, кто решил избавиться от неосведомленности о качествах этого материала, открывает для себя по-настоящему новые горизонты. Эпоксидная смола применяется на производстве и в быту, причем вторая сфера применения сопряжена не столько со строительством, сколько с дизайнерским искусством и творчеством.

Оценить достоинства эпоксидной смолы можно лишь пополнив багаж знаний о ее составе, методах получения и истории открытия. В принципе, теоретический материал находится в отрытом доступе. Достаточно заглянуть в любой химический справочник и выделить интересующие моменты. Сложная терминология порой становится непреодолимым барьером для большинства читателей, поэтому попытаемся максимально простым языком донести всю необходимую информацию.

Химический состав

Эпоксидная смола, как химическое вещество, принадлежит к олигомерам, то есть, сложным органическим соединениям, состоящих из эпоксидных групп. Свои физические свойства в полной мере проявляет только в виде полимера. При взаимодействии с отвердителями, в качестве которых выступают амины, полиамиды, фенолформальдегидные смолы или ангидриды поликарбоновых кислот, олигомеры образуют структуру связанных полимеров. Получаются эпоксидные смолы путем поликонденсации эпихлоргидрина с бисфенолом А или с бисфенолом F. Смолы на основе бисфенола A встречаются чаще всего.

В честь русского ученого А.П. Дианина, который впервые получил бисфенол, смолы называются эпоксидно-диановыми и маркируются аббревиатурой «ЭД».

Заводя разговор о химическом составе, необходимо отметить, что эпоксидную смолу можно модифицировать. Существует два способа модификации: химический и физический.

  1. Химическая модификация подразумевает реакцию с дополнительными элементами, в результате которой меняется сама формула, а по сути – строение сетки полимера. Например, после реакции с ангидридом глицерина или с другими полиэфирами спиртов глицидиловых групп меняется эластичность застывшей смолы. Одновременно при этом снижается ее водостойкость. Или можно повысить негорючесть материала, добавив в состав фосфорорганические или галогенорганические соединения. Реакция эпоксидки и фенолформальдегидной смолы дает однокомпонентную смесь, которая застывает без отвердителя, а лишь при нагревании.
  2. Физическая модификация осуществляется смешиванием смолы с дополнительными компонентами, но без их вступления в химическую реакцию. Наличие в отвержденном материале каучука повышает показатель ударной вязкости, а смешивание основного состава с диоксидом титана меняет оптические свойства эпоксидки. Она становится непрозрачной для ультрафиолетового излучения.

Открытие и производство

Эпоксидная смола, как химическое вещество, начинает свою историю с 1908 года. В это время российский химик Н.А. Прилежаев впервые осуществил реакцию окисления алкенов. Продукт, получившийся в результате реакции с надкислотами (слово «эпоксидная» произошло от греческих «epi» — «над» и «oxy» — «кислый»), после взаимодействия с отвердителями превращался в полимер. Естественно, речь идет о прообразе современной эпоксидной смолы.

В 30-е годы прошлого века немецким ученым П. Шлаком был запатентован метод получения полиаминов, которые образовывались в результате реакции эпоксидных соединений и аминами. Эти соединения отличались наличием нескольких эпоксидных групп в одной молекуле.

Еще одна разновидность полимера появилась примерно в то же время, благодаря трудам швейцарского химика П. Кастана. Он получил неплавкое вещество, способное переходить в нерастворимое состояние. Так как химическая промышленность уже добилась некоторых успехов, новый материал стали активно использовать для создания протезов зубов. Патент на этот материал получила швейцарская компания Ciba.

Американцы вели параллельные разработка в области получения эпоксидных смол. С. Гриндли были получены аналогичные материалы, а в промышленном масштабе смолу начала выпускать только в 1947 году, причем сразу же производство стало расширяться. Уже за первые 15 лет его объем увеличился в несколько раз. Что же касается отечественного производства, то СССР, правопреемником которого считается Россия, почти на целое поколение отстал от Запада. Причиной тому послужили годы разрухи и последующего восстановления инфраструктуры в послевоенное время. Также следует учитывать относительно небольшой спрос на новый, пока еще неизвестный материал.

Зато уже к концу 60-х советское производство свело отставание на нет. Крупные заводы химической промышленности были открыты в Котовске, Дзержинске, Уфе, Ленинграде и Сумгаите. Они и сегодня составляют остов российского химпрома по производству композитных материалов. (Российские производители эпоксидки.) Помимо этого, после кризиса 90-х были образованы совместные предприятия, производящие эпоксидную смолу бытового назначения.

Как получают полимер

Реагенты для получения эпоксидной смолы приводятся во взаимодействие по строго установленному алгоритму в специальном устройстве – реакторе. К ним относятся:

  • Дифенилолпропан;
  • Эпихлоргидрин;
  • Едкий натр.

Реактор сделан из нержавеющей стали и оснащен пароводяной рубашкой. Внутри него имеется мешалка для смешивания компонентов. Сначала загружается эпихлоргидрин ив реакторе происходит его нагрев до 50°C градусов. Затем запускается мешалка и порциями добавляется дифенилолпропан. После его полного растворения вносится раствор едкого натра, а температура в реакторе повышается до 70°C градусов. На следующем этапе активируется процесс конденсации, который длятся около 2 часов.

После отключения нагрева в раствор добавляется вода. Мешалка при этом продолжает работать. Практически готовая смола, температура которой составляет около 40°C градусов, отстаивается, в результате чего происходит разделение слоев. Верхний слой представлен водой. Ее отделяют, а смолу снова промывают чистой теплой водой. Таким образом, происходит вымывание поваренной соли. Этот цикл может повторяться 5-6 раз. Каждый цикл сопровождается проверкой наличия соли в воде.

На этапе сушки смолу из реактора не извлекают. Температуру внутри резервуара доводят до 50°C градусов, а затем включают холодильник и вакуумный насос. На поверхности воды образуется вспенивание, что свидетельствует о выходе воздуха в виде пузырьков, а на стенках реактора конденсируется вода. После прекращения вспенивания насос отключают, температура при этом повышается до 120°C градусов. О завершении процесса сигнализирует отсутствие конденсата. Состав смолы оценивают визуально на прозрачность. Готовую смесь переливают в алюминиевую тару.

Отверждение

Чаще всего в магазинах можно встретить двухкомпонентные составы. Необходимо понимать, что смола продается для строительства и бытовых нужд. Те марки материала, которые входят в состав более сложных композитных материалов, поставляются сразу на комбинаты, хотя многие отечественные производители, помимо эпоксидной смолы в чистом виде, получают стеклопластик, углепластик и прочие материалы.

После смешивания с отвердителем эпоксидка застывает. Процесс отверждения может проходить двумя способами. При использовании кислых отвердителей (ангидрид малеиновый, ангидрид метилтетрагидрофталевый, ангидрид фталевый, ангидрид додеценилянтарный) необходимо повышать температуру смеси до 200°C градусов. Поэтому такой синтез полимеров называется горячим отверждением. Холодное отверждение происходит при смешивании основного состава с аминами (гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, метафенилендиамин). Оно может быть выполнено в домашних условиях, так как происходит при комнатной температуре или при температуре равной 70°C градусам.

В зависимости от типа отверждения и от отвердителя, получают смолы разной консистенции.

  • Малеиновый ангидрид дает материал в виде кристаллического белого порошка. Его используют при изготовлении пропиточных компаундов.
  • Фталевый ангидрид образует чешуйки белого, желтого или розового цвета.
  • При добавлении метилтетрагидрофталевого ангидрида получается белое кристаллическое вещество.
  • Соединение с аминами позволяет получить белые и прозрачные материалы, использующиеся в качестве заливочных компаундов.

Свойства материала

Эпоксидная смола обладает рядом специфических особенностей, позволяющих использовать ее в самых разнообразных сферах. В зависимости от модификации, производитель имеет возможность выделить те или иные показатели для повышения эффективности практического применения.

Если описывать особенности каждой модификации, то получится некая таблица внушительных размеров.

Учитывая то, что наша аудитория желает познать качества эпоксидной смолы, как материала для строительства или прикладного искусства, выделим основные достоинства, характерные для всех видов смол.

Прежде всего, следует отметить, что застывшая эпоксидка сохраняет форму и объем. Это качество позволяет создавать изделия и использованием молдов. Причем смола после отверждения практически не дает усадки, то есть, объем застывшей заготовки не изменится.

Большинство марок достаточно устойчиво к воздействию абразивных веществ. Заметим, что при эксплуатации изделий из эпоксидной смолы (наливных полов, предметов мебели, ювелирных украшений) определены правила ухода. В них предписано бережное отношение. Тем не менее, гладкую глянцевую поверхность можно обслуживать практически любыми материалам.

Устойчивость к химически агрессивным средам позволяет домохозяйкам использовать различные чистящие средства. Даже если поверхность получила мелкие повреждения, то при наличии запаса смолы все погрешности реально исправить.

Эпоксидную смолу часто используют в качестве материала для гидроизоляции. Водонепроницаемость оказывает решающее значение при выборе способов отделки мебели или полов в помещениях повышенной влажности. Например, кухонные столы из эпоксидки имеют длительный срок эксплуатации, в то время как мебель из ламинированного ДСП приходит в негодность после воздействия влаги.

Глянец покрытия не боится ультрафиолетового излучения. Во время всего срока службы изделия из эпоксидки не теряют своей прозрачности и не выцветают. Некоторые марки смол обладают повышенными показателями прочности, что позволяет их использовать для покрытия полов в цехах и ремонтных мастерских.

Виды и марки

Существует несколько классификация эпоксидной смолы. Различные марки объединяются в группы по определенному признаку, параметру. Но большинство из этих классификаций носит чисто технический характер. Например, различают смолы Бисфеноловые, Алифатические, Новолачные, Глицидиловые и Аерилэпоксидные.

Читателю же интересна градация материала в плане его применимости. Приведем примеры конкретных марок, которые можно встретить в продаже. Отметим, что вся продукция отечественного производства сертифицирована по ГОСТ, поэтому имеет строго определенную маркировку, независимо от изготовителя. Исключение составляют импортные смолы.

Эпоксидно-диановые смолы:

  • ЭД-22 кристаллизуется при длительном хранении и считается универсальным материалом, но только для промышленного производства.
  • ЭД-20 – смола в жидком состоянии, требующая добавления отвердителя. Востребована покупателями по причине низкой стоимости и универсальности.
  • ЭД-16 – материал высокой вязкости. Применяется в качестве связующего компонента при производстве стеклопластика.
  • ЭД-10 и ЭД-8 изначально находятся в твердом состоянии. Используются в заливочных смесях для радиотехнической промышленности.
  • Э-40 и Э-40р относятся к категории эпоксидно-диановых смол для ЛКП. Они входят в состав лаков, эмалей, шпатлевок.
  • Э-41 – смола, обладающая аналогичными свойствами (как и Э-40), но может входить в состав клеев.

Эпоксидные модифицированные смолы:

  • КДА-2 используется, как электроизолятор, служит связующей основой для стеклопластиков, а также выступает в качестве компонента для клея.
  • К-02Т подходит для пропитки и цементации намоточных изделий.
  • ЭЗ-111 применяется в качестве заливки радиодеталей, служит основным материалом герметизации трансформаторов.
  • УП-563 и УП-599 обладает высокой адгезией. Поставляется на предприятия, где производится стеклопластик. Может выступать в роли заливочного компаунда.
  • К-153 – герметизирующий материал.

Смолы специального назначения:

  • ЭА обладает пониженной вязкостью и сама является составной частью заливочного компаунда. Ее уникальные свойства позволяют делать пропитку и производить растворители.
  • УП-610 обладает повышенной прочностью.
  • ЭХД – хлорсодержащая смола, обладает пониженной горючестью, высокой теплостойкостью и атмосферостойкостью. Используется в качестве защитного материала.

Применение

По областям применения смолы тоже можно разделить на группы. В строительстве смола широко применяется при нанесении разметочных полос на трассах, изготовлении плит для полов и для наливных полов. Эпоксидка, как материал для покрытия, востребована в декоративных и отделочных работах. В составе стеклопластика и углепластика она встречается в ремонте аэродромов, дорог и железобетонных конструкций. Проводятся даже такие сложные и ответственные ремонтные работы, как склеивание конструкций мостов.

Из смолы изготавливают гребные винты судов, а также лопатки компрессоров. Эпоксидка является основным материалом для производства газовых и жидкостных сосудов, резервуаров. В машиностроении полимер может исправить дефекты литья, используется для штампов и форм. Из смолы делают даже некоторые инструменты. Прочность материала позволяет изготавливать рессоры и пружины. Из стеклопластика на основе смолы делают антифрикционные накладки.

Широко применяется полимер и в авиастроении. Например, обшивки крыльев, на которые приходится большая нагрузка, сделаны из композитного материала на основе эпоксидных смол. Полимер встречается в таких узлах, как обшивка фюзеляжа, конуса сопел, оперение и детали реактивного двигателя. Лопасти вертолета, корпус двигателей в ракете и топливные баки сделаны из эпоксидки. Подводя итог, следует отметить, что смола применяется в таких отраслях, как строительство, электротехника, машиностроение, самолетостроение, ракетостроение и судостроение.

В быту

Экологическая безопасность материала позволяет использовать эпоксидные смолы в быту без каких-либо ограничений. Правилами техники безопасности определено, что работать с жидкими составами следует при наличии средств индивидуальной защиты. Особенное внимание следует уделить защите органов дыхания, так как до отверждения материал выделяет токсины. Но в твердом состоянии эпоксидка безопасна для человека.

Та смола, которая используется в промышленности, при кристаллизации дает золь-фракции. Это побочный продукт, обусловленный разрывом цепочки полимера. Если он в растворенном виде попадет в организм, то может причинить ущерб здоровью. Но в действительности на производстве все процессы автоматизированы, и вредное воздействие побочных продуктов на человека исключено.

В быту же ситуацию удалось исправить, благодаря современным технологиям. Те модели смол, которые сейчас продаются, безопасны для организма, как в виде компонентов, так и в виде готовой смеси.

Зачастую в смолу приходится вносить дополнительные компоненты. Речь идет не о модификации. Эти компоненты способны изменить внешний вид застывшего массива. Примером могут служить различные красители, блестки, люминофор. Все компоненты сначала смешиваются с основным составом, а только потом с отвердителем. Высокие показатели адгезии позволяют наполнять растворы практически любыми наполнителями. Играя цветом, дизайнер может создавать настоящие шедевры при оформлении напольного покрытия или при заливке столешницы, причем порой даже не требуется дополнительного декорирования.

Как сделать эпоксидную смолу своими руками


В магазинах сувениров часто можно увидеть удивительные маленькие предметы, которые застыли в стекле. На самом деле покрытие всех этих насекомых, ракушек, бутонов, листьев представляет собой не стекло или янтарь, а простую и вполне доступную эпоксидную смолу. Чтобы сделать своими руками этот материал не нужна лаборатория или специально оборудованное помещение. В этой статье мы рассмотрим, как можно самостоятельно получить эпоксидную смолу, а затем с ней смастерить оригинальный шедевр.

Что такое эпоксидная смола


Эпоксидную смолу используют для заливки дизайнерских полов, изготовления эксклюзивных украшений, ею склеивают поверхности в различных промышленных отраслях, включительно с электроникой и производстве авиационной техники, она применяется в быту. Все лакокрасочные соединения включают в своем составе эпоксидную смолу, она используется в изготовлении стекла.
Этот материал применяется исключительно в соединении с отвердителем (фенолами, третичными аминами и их заменителями). Зависимо от соотношения отвердителя и смолы, эпоксидный полимер по своему состоянию может быть жидким, вязким или плотным, с прочностью, которая превышает показатели стали. На эпоксидную смолу не воздействуют кислоты, она не смешивается с водой и не растворяется в ней. Материал может быть разбавлен только раствором ацетоновой группы, галогенами и отдельными щелочами. В застывшем состоянии каждая реакция внутри полимера считается необратимой.
Эпоксидную смолу отличает высокая прочность клеевого соединения при минимальной усадке, влагонепроницаемость и устойчивость к механическим нагрузкам.

Свойства эпоксидной смолы


Этот материал – отличный вариант для изготовления бижутерии, предметов декорирования, покрытия для больших площадей.
Эпоксидная смола имеет следующие свойства:
• высокая прочность;
• стойкость к внешнему воздействию абразивных материалов;
• прозрачность;
• стойкость к воздействию влаги;
• материал не токсичен в застывшем состоянии.

Не нужно путать эпоксидную смолу с эпоксидным клеем, который также продается в магазинах. Такой клей – совершенно другой материал с другим назначением, для наших целей он не подходит. Этот клей является продуктом, производным от смолы. Кроме эпоксидной смолы он состоит из растворителя, пластификатора, отвердителя и наполнителя. Из-за этого он также обладает износостойкостью и прочностью соединения.

Чем отличаются смола и клей


Между эпоксидной смолой и эпоксидным клеем существуют важные различия, из-за которых клей не допустим для применения в наших целях, а именно:
• для застывания клея нужно некоторое время, которое может отличаться в разных случаях, тогда как застывание смолы можно ускорить;
• смола остается прозрачной, в отличие от клея, который весьма быстро приобретает желтый цвет;
• эпоксидный клей отличается меньшей эластичностью и меньшим временем застывания; смола же является более податливой и подходящей для аккуратной работы;
• клей предназначен исключительно для соединения различных деталей, из смолы же изготовляют бусины и другие формы с определенной формой;
• изменяя при смешивании пропорцию смолы и отвердителя, мы можем получить необходимый по своей консистенции для наших нужд материал; клей являет собой готовую смесь.

Как получить эпоксидную смолу своими руками


После того, как мы просмотрели инструкцию, приготовили материалы и рабочее место, можем переходить к изготовлению эпоксидной смолы для своих поделок, конечно же, учитывая технику безопасности.
Для получения эпоксидной смолы мы берем такие материалы:
• смолу и отвердитель;
• одноразовые шприцы или мерные стаканчики;
• палочку для размешивания, шпажку или другую деревяшку, которая подходит по длине.

Последовательность работ по изготовлению эпоксидной смолы


1. Холодное смешивание предполагает заливку одной части эпоксидной смолы десятью частями отвердителя.
Температура смешивания не должна превышать +25°C.
2. Чтобы увидеть каким может получиться исходный полимер, следует смешать в небольшом количестве эпоксидку и отвердитель. Когда вы убедитесь, что пропорция правильная, работу можно продолжать.
3. Эпоксидную смолу есть смысл делать своими руками только в небольшом количестве. Если материала получится слишком много, то из-за взаимодействия компонентов будет выделяться тепловая энергия в огромном количестве. В итоге состав быстро полимеризуется и станет непригодным для дальнейшего применения.
4. При покупке составляющих для изготовления эпоксидной смолы рекомендуется проконсультироваться, для каких целей они предназначены. Смесь должна получиться только прозрачной, вязкой жидкостью с равномерной консистенцией, в которой нет воздушных пузырьков.

Как самостоятельно приготовить отвердитель смолы


Отвердитель как правило продается со смолой, но его может быть недостаточно. Такое бывает в случае несоблюдения точной дозировки, в результате отвердителя израсходуется больше, чем смолы. Многие могут спросить: можем ли мы изготовить отвердитель своими руками?

Чтобы создать отвердитель в домашних условиях, заменить какой-либо компонент не получится. Нужно будет покупать специально допустимые для этого случая химические вещества – такие как Telalit 410, Этал-45М, CHS-Hardener Р-11.

Нужные компоненты можно найти на рынках, в специализированных магазинах и точках продаж, интернет-магазинах.

Для создания отвердителя своими руками можно в смолу добавить сухой спирт. Чтобы это сделать, нужно размельчить таблетки спирта, добавить смолу в пропорции 1:10, и оставить состав до 12 часов. После приобретения составом вязкости его можно использовать. Однако такой самостоятельно выполненный материал по эффективности будет сомнительным.

Как обработать смолу после застывания


Когда смола застынет, может понадобиться ее обработка, так как состав может выглядеть как мутный или неровный. Так как состав имеет эластичную структуру, его можно доработать, и не бросать в урну, считая, что на этом можно заканчивать.
Чтобы отшлифовать изделие, можно взять наждачную бумагу, или даже воспользоваться фрезером, которым полируют ногти.

Самодельные украшения из эпоксидной смолы


Рассмотрев, как делается эпоксидная смола своими руками, можно переходить к выбору поделок.

Сначала следует отметить, что одним из достоинств эпоксидной смолы является универсальность материала – его можно использовать в рукоделии для самых разнообразных нужд. Эта смола подходит как для отдельных украшений, так и для фурнитуры, которая в итоге дополняет поделки, сделанные в других техниках.





состав компонентов, свойства и применение

Эпоксидная смола – это вещество, относящееся к синтетическим смолам. Ее используют при изготовлении клеящих смесей и лакокрасочных покрытий. Когда клеи на основе полимеризационных смол появились на мировом рынке (50-е годы 20 века), они быстро заслужили уважение среди строителей, отделочников и моделистов. Перед началом использования этой клеящей смеси, не лишним будет узнать, какие разновидности у нее есть, какими характеристиками и свойствами она обладает, как работать с “эпоксидкой”.

Что такое эпоксидная смола

Клей из смолы – это синтетическое олигомерное соединение. В чистом виде данное вещество не используется. При покупке “эпоксидки”, в упаковке находятся две емкости. В одной находится сама смола, а в другой отвердитель, который нужен для запуска процессов полимеризации. Без отвердителя смола не сможет затвердеть и склеить разные материалы.

Важно! С развитием технологий на мировом рынке появилась однокомпонентная эпоксидная смола. Она начинает затвердевать после нагревания.

Существуют различные составы смол. Помимо ключевого вещества – эпоксида, в них может содержаться такие компоненты:

  1. Древесная крошка. Используется для снижения веса готового вещества.
  2. Микросферы. При добавлении в смолу делают ее легкой и объемной.
  3. Графит. Выступает в качестве колера. Имеет темный пигмент.
  4. Хлопковое и стеклянное волокно. Используется для повышения вязкости готового состава. Благодаря этому клей на основе синтетических смол заполняет все щели и микротрещины, надежно фиксирую части предмета или разные материалы между собой.
  5. Порошковые наполнители. В качестве этих компонентов может выступать цемент, алебастр или мел. Их могут добавлять до половины от общей массы покупного вещества. Повышаются показатели прочности.
  6. Аэросил. Останавливает продвижение смолы по вертикальным поверхностям. Благодаря ему можно избежать появления подтеков.
  7. Алюминиевая пудра или двуокись титана. Используются в качестве красителей. Делают из прозрачного вещества серое или белое.

Это дополнительные ингредиенты, которые могут присутствовать в составе помимо главного компонента — синтетического соединения.

При работе с “эпоксидкой” разрешается использовать растворители, такие как: спирты, ацетон, кселол. Нельзя добавлять растворитель более чем 6% от объема сухой смолы. Под воздействием спиртов готовый состав твердеет быстрее.

Виды смол

Перед приобретением эпоксидной смолы для бытовых нужд, требуется ознакомиться со всеми разновидностями этого клеящего вещества.

Их подразделяют на:

  1. Эпоксидно-диановые. Маркировкой таких смол является аббревиатура «ЭД» после которой идет номер. На профессиональных составах есть надпись «ПРО». Используется для решения бытовых задач и на производстве. Из эпоксидно-диановых соединений изготавливают некоторые виды пластика, герметики, наливных полов, защитных покрытий.
  2. ЭД для лакокрасочных материалов. Используются для изготовления лаков, красок, износоустойчивых покрытий.
  3. Эпоксидно-модифицированные составы. Их применяют при проведении ремонтных работ связанных с половым покрытием или сантехникой (например — смола к 153).
  4. Смола ЭА. Клеи специального назначения. Отличаются от обычных клеящих смесей повышенными характеристиками, благодаря чему их используют в экстремальных условиях.

По составляющим разделяются на однокомпонентные, двухкомпонентные и трехкомпонентные. На полках магазинов присутствуют как жидкие, так и пластичные эпоксидные смолы.

Свойства и характеристики

Благодаря грамотно подобранным компонентам состава, с помощью “эпоксидки” можно склеивать различные материалы – дерево, резину, фаянс, металлы, керамику, натуральную кожу.

Также благодаря малому весу, высокой плотности и прочности эпоксидные смолы используют в следующих случаях:

  • Как пропитка для стекловолокна и стеклоткани.
  • Гидроизоляции резервуаров с жидкостями.
  • Заливка полового покрытия.
  • Создание декоративной плитки.
  • Изготовления лакокрасочных материалов, пропиток, герметиков.
  • Производства углеволокна и стеклопластика.
  • Используется при ремонте автомобилей.
  • Заливка микропроцессоров и плат для компьютеров.
  • Производство украшений и элементов декора для жилища.

Эпоксидная смола получила большую популярность в машиностроении и кораблестроении, благодаря своей структуре, составу и характеристикам.

 

Сколько сохнет

Узнать за сколько высыхает состав при нанесении на рабочую

поверхность можно из простого примера. Для него будет взята одна из разновидностей эпоксидных смол, которая относится к типу бытовых и виду эпоксидно-диановых – ЭД 20.

При температуре воздуха в +20 градусов, она застывает в течении 1,5 часов. Однако при повышении температуры на 10 градусов, возможно добиться ускорения процесса сушки в два раза.

Покупатели часто допускают ошибку в том, что добавляют большое количество отвердителя, думая, что от этого будет зависеть скорость затвердения смолы. Процесс ускорится, если отвердитель создан именно для ускорения реакции.

Какую температуру выдерживает

Одним и главных свойств клея является его устойчивость к перепадам температур. Показатель теплостойкости напрямую зависит от используемых наполнителей. Можно выделить диапазон температур, в котором эпоксидная смола сохраняет свою целостность, в среднем от -20 до +250 градусов.

Преимущества эпоксидных смол

Эпоксид используется очень эффективно в качестве адгезива, в качестве ламинирующей смолы для смачивания структурных тканей и в качестве покрытия. Он обладает отличными характеристиками тонкой пленки и устойчив к микротрещинкам. Удлинение при растяжении 3,5 до 4,5% прежде чем наступит разрушение слоя.

Имеет превосходные характеристики влажного барьера – водостойкости. Прилипает к множеству различных субстратов, включая древесину, металлы, вулканизированные полиэфирные ламинаты, ламинаты винилэфиров и эпоксидные слоистые материалы.

Очень хорошо связывается с графитовыми волокнами, поэтому часто используется для изготовления высокопрочных графитовых волоконных композитов. Эпоксидная смола более универсальна.

В США и Европе растет спрос из-за водных композиционных приложений в аэрокосмических, морских покрытиях и ветряных мельницах. Азия составляет почти 65% мирового потребления эпоксидной смолы, а Китай является основным потребителем.

Увеличение спроса на клей, краски и покрытия в развивающихся регионах, таких как Индия (и не только), из-за роста строительной отрасли и увеличения продаж автомобилей, ведет к росту спроса на эпоксидные смолы. Прогноз до 2021 года будет только увеличиваться, а дальше, как минимум, не будет снижаться.

Использование эпоксидной смолы

Одним из наиболее распространенных применений эпоксидной смолы является адгезия. Это потому, что ее сильные свойства позволяют использовать конструкционные и технические клеи. Как правило, при строительстве транспортных средств, сноубордов (лыж), самолетов и велосипедов. Но эпоксидные клеи не ограничиваются только структурными применениями. Фактически, они «в ходу» по любому поводу. Вообще говоря, эпоксидка пользуется спросом из-за разнообразных вариантов применения.

Она может стать гибкой или жесткой, варьирующейся в непрозрачных и прозрачных вариантах.

Для электроники и электрических систем

Играя важную роль в электронной промышленности, эпоксидная смола используется для производства изоляторов, двигателей, трансформаторов и генераторов. Поскольку представляют собой фантастические изоляторы и обеспечивают защиту от пыли, влаги и коротких замыканий, она остается одной из основных смол, используемых в создании схем.

Использование для окраски

Известная, как порошковое покрытие, эпоксидная краска содержится во многих бытовых товарах, таких как сушилки, стиральные машины, печи и аналогичные товары белого цвета. Как правило, этот тип краски используется в более коммерческих условиях. В приборах очистки воды — для жесткого защитного покрытия, эпоксидная краска является отличным вариантом. Металлы: чугун, литой алюминий, литая сталь и другие металлы — хорошо работают с этим композитом под окраску.

Использование для покрытий и герметиков

Эпоксидная смола также известна своими антикоррозионными свойствами, что делает ее идеальным решением для многих предметов домашнего обихода, которые могут нормально ржаветь со временем. Предметы, включая красящие банки, металлические контейнеры и продукты, которые являются по своей структуре кислотными, обычно покрываются перед использованием.

Стол покрытый эпоксидной смолой

Другим применением эпоксидной смолы является использование декоративных напольных покрытий. Эпоксидные напольные покрытия являются экологически чистым вариантом для традиционных вариантов напольных покрытий, поскольку это уменьшает потребность в пестицидах и потреблении воды.

Применение для ремонта

Из-за сильных адгезионных свойств многие потребители используют эпоксидную смолу для ремонта и обслуживания своих бытовых предметов. Хрупкие предметы, такие как стекло, керамика и фарфор, могут быть быстро закреплены. Также можно отремонтировать древесину, металл, латекс или другие подобные синтетические материалы. Используя эпоксидную смолу поверх хрупкой детали, вы создадите тонкий, плотно сформированный барьер, который надежно закрепляется и удерживается на месте, на протяжении многих лет.

Комбинирование «эпоксидки» с иными материалами

Эпоксидная смола комбинируется с другими материалам. Например, с ее помощью пропитывают тканевые изделия для увеличения их прочности. Материал становится жестким и прочным, что позволяет использовать его в экстремальных условиях. Однако, при таком использовании клеящего состава цена изделия из ткани вырастает в несколько раз.

Строители и моделисты рекомендуют опробовать способ комбинации “эпоксидки” с другими смолами, например с полиэфирной – продуктом нефтехимии. Важным условием является разграничение смол в жидком состоянии. Первым слоем должна идти полиэфирная, после ее высыхания можно наносить эпоксидную смесь. Менять последовательность не рекомендуется. Это может привести к нарушению целостности скрепления.

Отвердители для эпоксидки

При покупке эпоксидной смеси, в упаковке имеется активное вещество в жидком состоянии и отвердитель. Он нужен для того, чтобы в клеящем составе активировались процессы полимеризации и он начал твердеть (клеить). Главными составляющими отвердителя являются амины и фенолы.

Классическое соотношение двух компонентов находящихся в упаковке 1:1. Можно добавлять отвердителя чуть больше или меньше. Однако, необходимо помнить о том, что большое или недостаточное количество катализатора пагубно повлияет на отвердевшую поверхность. Она станет менее прочной, снизится порог устойчивость к высоким и низким температурам. В некоторых случаях значительно увеличивается продолжительность времени высыхания, или масса вовсе не твердеет.

Стандарты качества эпоксидки

Перед тем как приобретать эпоксидную смолу в магазине, необходимо внимательно вчитаться в этикетку и осмотреть упаковку. Любая покупная клеящая смесь должна изготавливаться согласно ГОСТ, иметь таможенные коды и штрих код. На качественной смеси срок годности не может быть менее 12 месяцев.

Нельзя покупать поврежденные или вскрытые упаковки. По правилам они должны храниться при комнатной температуре вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей. Если правила хранения были нарушены, требуется выбрать другую клеящую смесь.

Техника безопасности

При работе с эпоксидной смолой требуется позаботиться о безопасности своего здоровья. Застывший состав не представляет вреда для здоровья человека. Однако, пока он находится в жидком состояние, это мощное химическое вещество, пары которого могут раздражать слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Также при попадании на кожу смесь может оставить покраснение или ожог (при повышенной чувствительности, кожных заболеваниях, аллергии на компоненты).

Чтобы не навредить своему организму, нужно подготовиться к работе заранее. Для защиты дыхательных путей используется респиратор. На руки одеваются перчатки, а на тело рабочая одежда. Работы должны происходить в помещение с хорошей вентиляцией. Если нужно зачищать или шлифовать отвердевший слой эпоксидной смолы, требуется надевать защитные очки.

Если клеящий состав попал в глаз, нужно немедленно промыть его под струей проточной воды в течение 5-7 минут. От кожи смола оттирается с помощью спирта.

Полезные советы

Для успешного проведения работы с “эпоксидкой”, берутся во внимание советы опытных моделистов и строителей:

  • При длительном хранении может кристаллизоваться и мутнеть. Консистенция становится вязкой. Чтобы привести ее в нормальное состояние и снизить показатель вязкости, требуется перед добавлением отвердителя нагреть основное вещество на водяной бане.
  • Нельзя добавлять воду. Из-за этого помутнеет и потеряет свои свойства.
  • Перед заливкой эпоксидной смолы в формы, смазать стенки емкости техническим вазелином. По желанию, цвет заливки изменяется с помощью порошкового красителя.
  • До проведения работ, рабочую поверхность застелить клеёнкой или полиэтиленом. Бумага не спасет ее от образования пятен при протекании.
  • Если клеящий состав хранился на холоде, при вскрытии упаковки можно обнаружить образовавшиеся хлопья или шарики. Чтобы вернуть изначальное состояние, перед применением требуется нагреть до 60 градусов.
  • Если на поверхности застывающей смеси появился пузырек, дунуть на него через соломинку. Он лопнет и не оставит следа.
  • Особенно обращать внимание, что дешевые вещества желтеют и быстро разрушаются при длительном нахождении на солнце. Чтобы этого не допустить, требуется искать в описании надпись – УФ-фильтр.
  • Моделисты рекомендуют нагревать эпоксидную смолу на батарее перед нанесением на рабочую поверхность. Таким образом она отвердеет быстрее. Нельзя нагревать ее до образования большого количества пузырьков. Они негативно влияют на внешний вид и целостность структуры клеящего состава.

Если смесь попала в рот или глаз, требуется обратиться к врачу. Важно ответственно относится к проводимым работам и используемым веществам.

Заключение

В заключение можно сказать о том, что эпоксидная смола имеет огромную популярность в различных отраслях. Ее используют автолюбители, моделисты, строители, отделочники, производители декоративных элементов и поделок. Это обуславливается характеристиками и свойствами, которые на порядок выше, чем у классических клеев. Перед покупкой требуется внимательно изучить состав и условия хранения.

Эпоксидные смолы и составы на их основе

    Состав. Наибольшее практич. применение получили П. к. на основе эпоксидных смол, насыщенных полиэфиров, поливинилбутираля, поливинилхлорида, полиэтилена, полиамидов, ацетобутирата целлюлозы, пентапласта, фторопластов. Перспективны П. к. на основе полиакрилатов, алкидных и алкидно-меламино-вых смол, полиуретанов, полиимидов, поликарбонатов. [c.80]
    В состав П. л. и э. входят также пластификаторы — фталаты и фосфаты различных спиртов, хлорпарафин U др. (30—50% от массы смолы), в нек-рых случаях — термостабилизаторы (эпоксидированное соевое или подсолнечное масло, низкомолекулярная эпоксидная смола) и сиккативы (при наличии в рецептуре алкидной смолы). Растворителями и разбавителями для П. л. и э. служат кетоны, сложные эфиры, ароматич. углеводороды. Для материалов на основе ПСХ-С в качестве растворителя чаще всего применяют смесь бутилацетата (12%) с ацетоном (26%) и толуолом (62%), для материалов на основе ПСХ-Н — смесь ксилола (35%), сольвента (50%) и ацетона (15%). При получении эмалей в состав лаков вводят минеральные (напр., двуокись титана, цинковые белила) и органические (напр., фталоцианиновые) пигменты, а такн е различные наполнители — барит, тальк и др. [c.292]

    Клеи (адгезивы). В качестве клеящих материалов большей частью служат растворы (водные, ацетоновые и др.) высокомолекулярных органических соединений, природных и синтетических. Представителями первых являются столярный и казеиновый клеи (белковой природы), а также декстриновый клей (углеводной природы). Резиновый клей — раствор невулканизированного каучука в бензине. Большое значение в настоящее время приобретают полимерные адгезивы, изготовляемые из различных смол — фенол-формальдегидных, мочевнно-формальдегндных и др. Состав адгезива подбирают с учетом природы поверхностей склеиваемых предметов (клеи для металлов, стекла, кожи, дерева, бумаги и т. д.). Например, клеи на основе эпоксидных смол с добавкой стального порошка чрезвычайно прочно скрепляют металлические поверхности, конкурируя со сваркой. Многие полимерные клеи обладают универсальным действием. [c.257]

    В качестве компонентов пропиточных составов на основе ви-нилпиридинового латекса для полиэфирного корда и других тканей изучались эпоксидные смолы При введении небольших количеств (0,5—3,0 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука) эпоксидных смол в латексный резорцино-формальдегидный пропиточный состав дополнительно (на 10—15%) повышается прочность связи. В качестве таких смол используются водорастворимые алифатические эпоксидные смолы ДЭГ-1 и ТЭГ-1, полученные конденсацией эпихлоргидрина с ди- и триэтиленгликолем [c.205]

    Покрытие из эпоксидного компаунда на основе смолы ЭД-20 без растворителя. Для приготовления компаунда смолу разогревают на водяной бане до 50—55°С, добавляют расчетное количество пластификатора и модификатора, перемешивают и охлаждают. Отвердитель вводят в охлажденный до 18—20 °С состав непосредственно перед нанесением в количестве 1 10 массы смолы. [c.144]


    Замазка на основе эпоксидной смолы применяется для ремонта стойких эмалей. В ее состав входят (по массе) эпоксидная смола (10 частей), отвердитель (гексаметилендиамин —0,6 частей или малеиновый ангидрид — 35 частей) и наполнитель (двуокись титана —5 частей или молотый песок —4—30 частей). Эпоксидная замазка наносится в три слоя плоской мягкой кистью во взаимно перпендикулярном направлении к предыдущему слою. Каждый слой отверждается по следующему режиму медленный нагрев в течение 6 ч с 20 до 140 °С и выдержка 1 ч при 140 °С последний слой отверждается 2 ч при 180 °С. [c.157]

    Во многих странах применяются покрытия на основе эпоксидных смол, модифицированных каменноугольными. В состав композиций входят минеральные наполнители, растворители и отвердители. Методы их нанесения те же, что и применяемые при окраске металлоконструкций. Разработан новый способ нанесения эпоксидно-каменноугольных покрытий путем электростатического напыления на нагретую трубу. [c.92]

    Краски, модифицированные маслами. Использование фенольных олигомеров, модифицированных маслами, приобретает все большее значение для антикоррозионных грунтовок, применяемых при окраске кораблей и лодок. Аналогичные многослойные покрытия применяют и при окраске других транспортных средств. Например, лакокрасочные покрытия для железнодоронагых вагонов могут состоять из грунтовки на основе эпоксидной смолы, промежуточного слоя из фенольной смолы (модифицированной смесью уретанового масла и алкидной смолы) и верхнего слоя на основе смеси уретанового масла и алкидной смолы [34]. Алкил- и арил-фенольные смолы можно смешивать с высыхающими маслами [2]. Из растительных масел предпочитают использовать тунговое, иногда льняное или касторовое. Содержание фенольной смолы в композиции (в зависимости от реакционной способности) составляет от 25 (резолы) до 100% (новолаки). Реакцию с маслами новолачной смолы, состоящей из -грег-бутилфенола, /г-октилфенола или я-фенилфеиола проводят в условиях, позволяющих предотвратить гелеобразование. Для этого половину смолы растворяют в масле и в течение 60 мин нагревают до 190°С, далее добавляют остальную смолу и всю массу нагревают прн 230—240°С до прекращения газовыделения (пенообразования), а затем еще 30 мин для окончательного завершения реакции. После охлаждения модифицированную смолу разбавляют уайт-спиритом и ароматическими растворителями. Для ускорения сушки на воздухе в состав композиции вводят кобальтовые или свинцовые сиккативы и добавки, обеспечивающие получе1те гладких покрытий. Такие покрытия ие дают отлипа при температуре окружающей среды в течение 6—16ч (в зависимости от содержания тунгового масла). [c.204]

    Мастика на основе эпоксидной смолы наносится на подготовлен ную поверхность ванны в два три слоя при сушке каждого слоя 24 ч Состав мастики в частях по массе смола ЭД-6 — 25 днбутилфталат 10 полиэтиленполиамин 3 Некоторые исследователи [c.94]

    Подготовка материалов. Лакокрасочные материалы поставляют, как правило, в готовом виде и комплектно с отвердителем. Подготовка материалов заключается в доведении их до рабочей вязкости разбавлением растворителем и смешении компонентов непосредственно перед нанесением. Готовые смеси профильтровывают через сетку № 108 или марлю в два-три слоя. Приготавливая состав на основе эпоксидной смолы ЭД-20, ее предварительно разогревают на водяной бане в течение 1,5—2 ч при 50—60 °С. [c.234]

    Состав и свойства герметиков. Полимерной основой Г. с. служат каучуки — полисульфидные, кремний-органические, бутадиеновые, уретановые, бутилкаучук, фторкаучуки, бутадиен-нитрильные каучуки, полиизо-бутилен, а также феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы и др. [c.299]

    При использовании указанных отвердителей улучшаются многие свойства покрытий. Так, при введении в состав П. э. частично бутанолизированной меламино-формальдегидной смолы улучшаются водо- и атмосферостойкость пленок, повышается их твердость. Эпоксидные смолы повышают химстойкость пленок. П. о., модифицированные изоцианатами, образуют покрытия, к-рые превосходят по светостойкости полиуретановые, получаемые на основе ароматич. изоцианатов. Свойства покрытий на основе П. э. можно также варьировать в широких пределах, изменяя состав сополимера. [c.349]

    Большая часть ненасыщенных полиэфиров используется в качестве связующего для усиленных пластиков. В 1969 г, 85% этих материалов было выпущено на основе ненасыщенных полиэфиров, 10% — на основе термопластов и 5% —на основе эпоксидных смол [178], Усиленные полиэфиры и эпоксидные смолы содержат обычно 45% смолы, —30% наполнителя. (каолина, карбоната кальция, асбеста, талька) ш 25%стекловолокна. Состав усиленных термопластов , 55%—смолы, 35%—стекловолокна и 10%—наполнителя. В табл. 40 дано потребление ненасыщенных полиэфиров [4, 6, 24, 36—42]. [c.231]

    Разработаны клеевые композиции холодного отверждения, содержащие эпоксидные смолы на основе дифенилолпропана, поли-функциональный амин и ускоритель отверждения (фенол и его производные), пригодные для склеивания полиолефинов. В состав композиции для склеивания полиэтилена входит эпоксидная смола Эпикот 828 (40 вес. ч.), смола Эпикот 871 (60 вес. ч.), фенол (4 вес. ч.) и N-аминоэтилпиперазин. В клей в качестве тиксотроп-ной добавки может быть введен кремнезем [199]. [c.131]


    Кроме жидких лакокрасочных материалов, в последние годы нашли применение порошковые краски для защитных покрытий на основе полиэтилена, полипропилена, поливниилбутираля (состав ТПФ-37), полиамидов, фторопластов и эпоксидных смол. [c.120]

    ГРУНТОВКИ (грунты), материалы, образующие ниж. слои лакокрасочных покрытий. Осн. назначение — со.зда-ние прочного сцепления покрытия с подложкой. Выполняют также и др. ф-ции защищают металл от коррозии, заполняют поры в древесине, придают воздухонепроницаемость тканям. Приготовляют на основе разл. пленкообразующих в-в, вапр. алкидных илн эпоксидных смол, поливинилбутираля, растит, масел, битумов, прир. клеев тв. пленкообразующие примен. в виде концентриров. р-ров или дисперсий. В состав антикорроз. Г. по металлу входят обычно пигменты — ЗгСгОч, СгРОцинковая пыль, железооксидные пигменты и др. Нек-рые Г., содержащие т. н. преобразователи ржавчины, напр. Н3РО4, м. б. нанесены на заржавленные пов-сти. Пигментированные Г. получ. так же, как краски о методах нанесения Г. см. Лакокрасочные покрытия. [c.144]

    Пластозамазка на основе эпоксидных смол ЭД-5 илн ЭД-6 стойка в кислотах, щелочах и нейтральных средах. Ее используют в качестве вяжущего при защите аппаратов я строительных конструкций, работающих в кислых и щелочных средах при температуре до -Ы00°С. Замазка обладает хорошей адгезией с металлом и каменными материалами, практически безусадочна, отвердевает на холоду. Замазка на основе эпоксидных смол имеет следующий состав  [c.355]

    Стеклопластик на основе эпоксидной смолы ЭД-5, горючий материал. Состав стеклоткань, эпоксидная смола марки ЗД-5, полиэтиленполнамин. Плотн. 1800 кг/л . Тушить водой, пеной. [c.240]

    Немодифицированные смолы из отработанного карбамида недостаточно гидрофобны, не растворяются в органических растворителях и не совмещаются с веществами, входящими в состав паков, эмалей, клеев и некоторых пропиточных материалов. Для приготовления всех этих материалов карбамидноформальдегидные смолы модифицируют, этерифи-цируя их спиртами, главным образом, нормальным бутанолом. Пластмассы, приготовляемые на основе карбамидных смол, относятся к термореактивным. Отвержденные изделия из термореакшвных пластмасс сохраняют стеклообразное состояние вплоть до начала термической деструкции. В состав термореактивных пластмасс входят наполнители, которые снижают усадку полимера во время отверждения и изменяют его механические и физические свойства полимеры линейной структуры повышают прочность при ударных нагрузках, а также регуляторы процесса отверждения, замедляющие процесс, удлинняющие срок хранения пластмассы или ускорители, придающие им способность отверждаться с требуемой скоростью при более низкой температуре, часто при комнатной, красители, смазки, термостабилизаторы, антисептики. Эпоксидные смолы хорошо сочетаются с карбамидными, они обладают малой усадкой при отвержении. [c.215]

    Для ремонта аппаратов, работающих в щелочных, нейтральных- и слабокислых средах используют обычпыс составы па основе эпоксидных смол. Для ремонта оборудования в условиях воздействия кислых сред распространен способ ремонта составами на основе полиэфирной смолы. Технология ремонта этим составом следующая. На подготовленную поверхность наносят кистью грунтовочный состав  [c.110]

    Из термореактивных пресспорошков на основе силиконовых смол с наполнителем изготавливают различные электротехнические детали. Например, фирма Dow СНет1са1 Со. выпускает в промышленном масштабе силиконовые композиции общего назначения, перерабатываемые трансферным и компрессионным прессованием, а также специальный состав для заливки электронных устройств. Армированная стекловолокном композиция характеризуется сравнительно коротким цикло.м формования, улучшенной теплостойкостью (до 370 X) и на 50% прочнее ранее выпускавшихся силиконовых составов. Она применяется для изготовления деталей катушек, переключателей и сварочного оборудования. Композиции, наполненные двуокисью кремния, обладают хорошими диэлектрическими свойствами и рекомендуются для производства различных прокладок, цоколей радиоламп, катушек и соединительных штепселей. Составы, содержащие минеральный наполнитель, хорошо защищают радиоэлектронные детали от внешних воздействий. Этот материал выдерживает температуру до 300 °С в течение не менее 1000 ч и проявляет высокую стойкость к колебаниям температуры и действию огня. Силиконовые смолы применяют также для склеивания политетрафторэтиленовых деталей. Кроме того, на их основе изготовляют пенопласты. Разработаны специальные термореактивные композиции, в которых используют силиконовые смолы в виде сополимеров или в смеси с эпоксидными смолами, а также с изоцианатами. [c.249]

    Выпускают низковязкие эпоксидные композиции с высоким содержанием нелетучих компонентов на основе низкомолекулярных олигомеров и активных разбавителей. В их состав входят эпоксидные смолы ЭД-20 или Э-40, пластификаторы и активные разбавители, отвердители аминного типа (ПЭПА, И-6М+УП-606/2, АФ-2, УП-583). К таким материалам относятся эмали марок ЭП-5116, ЭП-1155, ЭП-793. Наибольшее применение имеет эпоксидно-каменноугольная эмаль ЭП-5116, изготавливаемая на основе жидкой эпоксидной смолы Э-40 и жидкой модифицированной эпоксидной смолы ЭМ-34. Покрытия на основе эмали ЭП-5116 обладают высокой стойкостью к действию нефти, нефтепродуктов, воде. [c.225]

    Большинство материалов па основе сополимеров винилхлорида (кроме соиолимеров типа ВХВД-40) содержит пластификаторы — фталаты, фосфаты (20—40% в расчете на массу пленкообразующего), хлорпарафин, хлордифонил. В состав X. л. и э. могут быть введены термостабилизаторы (эпоксидированные иасла, низкомолекулярные эпоксидные смолы), а также различные поверхностно-активные вещества. [c.412]

    Материалы на основе превращаемых (термореактивных) олигомеров, к-рые синтезируют сополимеризацией акрилатов и метакрилатов с акриловым мономером, содержащим функциональные группы (карбоксильные, гидроксильные, эпоксидные и др.), а также с третьим, обычно виниловым, сомономером, напр, стиролом или винилтолуолом. Эти материалы образуют покрытия, как правило, при повышенных темп-рах в результате химич. взаимодействия функциональных груни иленкообразующего друг с другом или с реакционноспособными группами др. компонентов (напр., эпоксидных смол, изоцианатов), вводимых в состав лакокрасочного материала. Превращаемые пленкообразующие используют гл. обр. для получения эмалей. [c.347]

    Материалы на основе эпоксиэфиррв (продуктов взаимодействия кислот растительных масел с диановыми эпоксидными смолами) могут отверждаться при нормальной или повышенной темп-ре. В первом случае в состав лакокрасочного материала вводят сиккативы, во втором — меламино-формальдегидные смолы (иногда в сочетании с алкидными). Лаки и эмали на основе эпоксиэфиров с меламино-формальдегидными смолами отверждаются при 150 °С за 30 мин. Покрытия на основе эпоксиэфиров превосходят по большинству показателей (адгезия, водостойкость, стойкость к действию растворителей и химич. реагентов) покрытия на основе алкидных смол. По химстойкости они уступают эпоксидным покрытиям с аминными, изоцианатными и феноло-формальдегидными отвердителями. Основная область применения — грунтовки для автомобилей. Эпок-сиэфирные материалы холодной сушки применяют для защиты изделий, эксплуатируемых внутри помещений и под навесом в условиях тропич. климата, эмали горячей сушки — для окраски холодильников, стиральных машин, туб и различных видов тары. [c.495]


Эпоксидная смола. Марки. Состав. Получение. Свойства.


МАРКИ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ


Принятая в России классификация эпоксидно-диановых смол по маркам отличается от мировой по ряду показателей, поэтому ассортимент смол общетехнического (марки «ЭД») и лакокрасочного (марки «Э») назначения сохранился со времен СССР без изменений.

ЭПОКСИДНО-ДИАНОВЫЕ СМОЛЫ (ЭД)

Обозначение марок смол состоит из следующих букв:

Э — эпоксидная;

Д — дифенилолпропановая;

цифр, указывающих предел нормы содержания эпоксидных групп.

ЭД-22, высший сорт / первый сорт

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: — / 1

Молекулярная масса: не более 390 / не более 390

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: 1165 / 1165

Вид: низковязкая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 22,1-23,6

ЭД-20, высший сорт / первый сорт

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: — / 1,8

Молекулярная масса: 390-430 / 390-430

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: 1166 / 1166

Вид: вязкая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 20,0-22,5

ЭД-16, высший сорт / первый сорт

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: — / 2,7

Молекулярная масса: 480-540 / 480-540

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: —

Вид: высоковязкая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 16-18

ЭД-14

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: 3,0

Молекулярная масса: 540-620

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: —

Вид: высоковязкая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 13,9-15,9

ЭД-10

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: 4,0

Молекулярная масса: 660-860

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: —

Вид: твердая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 10,0-13,0

ЭД-8 высший сорт / первый сорт

Массовая доля гидроксильных групп, %, не более: —

Молекулярная масса: 860-1100

Плотность, кг/м3, при: 25 °С: —

Вид: твердая, прозрачная

Массовая доля эпоксидных групп, %: 8,5-10,0 / 8,0-10,0

ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА — ОБЩИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Эпоксидная смола — мономеры, олигомеры или полимерные растворы, содержащие не менее двух эпоксидных или глицидиловых групп, которые расположены на концах и вдоль основной цепи молекулы, либо в кольце алицикла и способные под действием отвердителей образовывать сшитые полимеры.

Эпоксидные смолы и олигомеры в подавляющем большинстве случаев синтезируют реакцией замещения эпихлоргидрина с многоатомными спиртами и фенолами или многоатомными аминами — соединениями содержащими активный атом водорода.

Наибольшее практическое и широкое применение для получения эпоксидных смол нашли дифенилолпропан и эпихлоргидрин. Реакция протекает в щелочной среде в присутствии раствора NаОН.

При взаимодействии дифенилпропана с эпихлоргидрином образуется полимер с прямой цепью, характеризующийся двумя функциональными группами — эпоксидной и гидроксильной.

Число мономеров (n) в полимере эпоксидной смолы (степень полимеризации эпоксидной смолы) может достигать 25, но чаще всего встречаются эпоксидные смолы с n меньше 10.

Эпоксидная смола марки ЭД-20 имеет 2 эпоксидные группы.

РЕЗЮМЕ: эпоксидные смолы (олигомеры) — это простые эфиры, имеющие боковые гидроксильные группы и две концевые эпоксидные группы. Число ОН-групп в молекуле олигомера соответствует коэффициенту «n».

В зависимости от значения «n» меняется молекулярная масса и свойства смолы.

ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА: ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА, ОТВЕРЖДЕНИЕ

Производство эпоксидных смол стало возможным в результате синтеза простейшего эпоксидного соединения — оксида этилена.

В настоящее время эпоксидные смолы получают одним из трех МЕТОДов:

— взаимодействием двух- и многоатомных фенолов, спиртов, аминов, кислот, представляющих собой протонодонорные соединения, с эпихлоргидрином с последующей регенерацией эпоксидной группы на стадии дегидрохлорирования;

— при эпоксидироваиии непредельных соединений, проводимом органическими надкислотами, например надуксусной или надмуравьиной, либо пероксидами и гидропероксидами кислорода;

— путем реакций полимеризации и сополимеризации непредельных мономеров, имеющих в своем составе эпоксидные группы.

Отечественная промышленность выпускает большое число разновидностей эпоксидных смол с молекулярной массой от 170 до 3500. Однако наиболее распространены эпоксидные диановые смолы, получаемые из эпихлоргидрина и дифенилолпропана. Это смолы марок ЭД-24, ЭД-24Н, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-16Р, ЭД-14, ЭД-14Д, ЭД-НСП, ЭД-20СП, ЭД-10, ЭД-8. Выпуск диановых олигомеров в общем объеме производства эпоксидных смол составляет более 90%.

В Швейцарии фирма «Циба» производит смолы на основе дифенилолпропана марок «Аральдит», в США и Англии фирма «Шелл» — смолы марок «Эпикот».

РЕАКЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ эпоксидных полимеров протекает в две стадии:

вначале образуются олигомеры — низкомолекулярные линейные термопластичные продукты, которые называются эпоксидными смолами и характеризуются плотностью 1150—1210 кг/м3.

Эпоксидные смолы хорошо растворяются в таких органических растворителях, как ацетон, бензол, толуол, этилацетат, диоксан и др.

На второй стадии в процессе отверждения эпоксидные смолы переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, т.е. в твердый продукт за счет создания в них пространственной структуры.

В отвержденном состоянии эпоксидным полимерам присущ комплекс ценных технических свойств: когезионная и адгезионная прочность, химическая устойчивость и диэлектрические показатели. Вторая стадия может быть проведена в диапазоне температур -20 — 200oС.

Отверждение эпоксидных смол может происходить в результате поликонденсации с полифункциональными соединениями — отвердителями или в процессе ионной полимеризации по эпоксидным группам. В качестве отвердителей используются амины (алифатические и ароматические), дикарбоновые кислоты и их ангидриды, кислоты Льюиса, третичные амины, комплексы трифторида бора и др.

Механизм реакции взаимодействия эпоксидных смол с аминами детально изучен. Установлено, что для раскрытия эпоксидного кольца под действием нуклеофильных реагентов необходимо электрофильное содействие, т.е. предварительная активация эпоксида. Исходя из этих представлений, одна молекула амина выступает как нуклеофильный реагент, а вторая — протонодонор.

Эпоксидные полимеры, получаемые с помощью аминного и ангидридного отверждения и ионной полимеризации, имеют различное химическое строение отдельных фрагментов пространственной сетки.

Таким образом, при отверждении эпоксидной смолы первичными аминами фрагменты пространственной сетки содержат атом азота и гидроксильные группы, ангидридами — сложные, а третичными аминами — простые эфирные связи.

Поликонденсация протекает по общему кинетическому уравнению

Rij+Rmn=R(i+n-2)(j+m)

т.е. функциональные группы цепей эпоксиолигомера и отвердителя реагируют друг с другом.

Полимеризация описывается уравнением вида:

Rij+Mn=R(i+n-1)(j+1)

т.e. происходит последовательное присоединение единичных звеньев к растущему активному центру.

Процесс формирования эпоксидных полимеров методом ионной полимеризации коренным образом отличается от поликонденсационного метода как в кинетическом, так и топологическом аспекте. Так, при отверждении по механизму ионной полимеризации реакционная система с самого начала двухкомпонента и в ней присутствуют мономер и полимер, количество которого растет в ходе отверждения эпоксидной смолы. При этом полимер, образующийся на ранних стадиях полимеризации, находится в разбавленном растворе своего мономера, что приводит к быстрому развитию реакций внутримолекулярной циклизации, обусловливающих сжатие молекулярного клубка, развитие в его объеме гель-эффекта и формирование фронта полимеризации.

В топологическом плане при полимеризационном способе получения полимеров из эпоксидной смолы формируется более дефектная сетчатая структура, чем при поликонденсационном методе. Это связано с тем, что на ранних стадиях полимеризации реакционная смесь представляет собой разбавленный раствор полимера в своем олигомере и конформация молекулярных цепей определяется энергетическим взаимодействием макромолекул и среды. Это приводит к образованию малых напряженных моноциклов, являющихся дефектами пространственной сетки эпоксиполимеров.

СВОЙСТВА. ДОСТОИНСТВА.

Возрастающее применение эпоксидных материалов в строительстве обусловлено структурными особенностями эпоксидных полимеров;

возможностью получения их как в жидком, так и твердом состоянии,

отсутствием летучих при отверждении,

способностью отверждаться в широком температурном интервале в слоях любой толщины,

незначительной по сравнению с другими термореактивными полимерами усадкой,

высокими значениями адгезионной и когезионной прочности,

химической стойкостью к действию агрессивных жидкостей,

атмосферостойкостью,

хорошей окрашиваемостью и совмещаемостью с другими полимерами.

ПРИМЕНЕНИЕ.

Накоплен определенный опыт применения эпоксидных композиций В СТРОИТЕЛЬСТВЕ для склеивания строительных элементов зданий, мостовых конструкций и защиты стальной арматуры от коррозии, изготовления двухслойных изгибаемых элементов, защитных покрытий, ремонта бетона и железобетона.

Эпоксидная смола уже в настоящее время весьма эффективны для склеивания алюминия и стали в ряде изделий от алюминиевых витражей, где они заменяют болты, до несущих вантовых стальных конструкций.


Эпоксидная смола: секреты работы с пропорциями и отвердителем- как и где применять +Видео

По своему химическому строению эпоксидная смола является синтетически олигомерным соединением. Материалы из эпоксидных смол нашли свое применение в разных сферах промышленности. Как правило, в свободном виде эпоксидную смолу не используют. Она может проявить свои свойства после реакции полимеризации в соединении с отвердителем.

[contents]

Если комбинировать разные типы эпоксидных смол и отвердающих веществ, то можно получить разные материалы: жесткие и твердые (по твердости превышающей твердость стали), или мягкие. Эпоксидные смолы устойчивы к воздействию химических кислот и щелочей, галогенов, растворимы в ацетоне и сложных эфирах без образования пленки. Эпоксидные составы после отверждения не выделяют летучие вещества и могут отличаться незначительной усадкой.

Виды эпоксидных смол

Виды эпоксидки

Эпоксидная смола – это разновидность синтетических смол. Свое распространение она получила в пятидесятые годы и сразу стала популярной благодаря своим универсальным потребительским свойствам.

Температурный режим отверждения эпоксидной смолы может варьироваться от -10 до +200°С в зависимости от типа применяемого состава.

Эпоксидные смолы можно разделить на холодные и горячие типы отверждения:

  • Холодный тип отверждения эпоксидной смолы используется, как правило, в быту, на предприятиях с малой мощностью и там, где нет термической обработки.
  • Для изготовления и производства высокопрочных изделий, способных выдерживать высокий перепад температур и активные химические вещества и добавки, применяют горячий тип отверждения. При данном способе формируется наиболее густая сетка полимерных молекул. Разработанные эпоксидные составы могут застывать в условиях влажности и сырости, а также в морской воде.

Применение эпоксидных смол

Эпоксидные материалы получили широкую известность во всем мире с середины прошлого века. Но в последнее время значительно изменился характер их применения.

Традиционное использование эпоксидных смол осуществляется в следующих областях:

  1.  Для пропитки специальной стеклонити Эпоксидная смола

    и стеклоткани. В качестве пропитки и для склейки деталей эпоксидные смолы применяют в авиационной промышленности, электротехнике, машиностроении, радиоэлектронике, кораблестроении, в мастерских лодочных корпусов.

  2. Гидроизоляционное покрытие. Эпоксидная смола используется для гидроизоляции пола и стен в бассейнах и подвальных помещениях.
  3. Покрытия с химической стойкостью. Краски и смеси для отделки зданий. Пропитки для увеличения прочности бетона, дерева и др., а также их гидроизоляции.
  4. Изготовление стеклопластиковых изделий в электронной промышленности, строительстве и домашнем хозяйстве.

Понятие отвердитель

Эпоксидная смесь включает в себя два компонента. При их смешивании наступает процесс полимеризации. При этом полимеризирующий компонент принято называть отвердителем.

При различном комбинировании смол и отвердителей получаются самые разные эпоксидные композиции.

В качестве отвердительных веществ используют третичные амины, фенолы и их аналоги. Соотношение эпоксидных смол и отвердителей имеют широкие пределы и зависят от их состава.

Эпоксидная смола — это так называемый реактопласт, т.е. реакция, которая протекает между эпоксидными смолами и отвердителями является необратимой. Застывшая смола не будет растворяться, и не будет расплавляться как термопласт.

Соотношение смолы и отвердителя

Смола и отвердитель

При избытке или недостатке отвердителя в эпоксидном составе может привести к негативным последствиям: снизится прочность, а также устойчивость к нагреванию и действующим химическим добавкам и веществам. При недостаточном уровне отвердителя изделие может стать липким из-за несвязанной эпоксидной смолы. При избыточном уровне свободного отвердителя идет постепенное выделение на поверхности полимера. В современных компаундах все чаще встречается соотношение 1:2 или 1:1.

Подготовительные работы для нанесения эпоксидной смолы

Независимо от типа поверхности, при использовании эпоксидного состава нужно соблюдать ряд правил для качественного прилипания:

  • Обезжиривание поверхности. Перед использованием эпоксидных смол нужно обработать поверхность, убрать следы жира и нефтепродуктов. Очистка поверхности осуществляется посредством моющих средств и растворителей.
  • Отсутствие глянцевой поверхности. Для придания поверхности глянцевого блеска верхний слой изделия снимают путем шлифовки. Поверхности, малые по величине, обрабатывают вручную наждачной бумагой. Большую площадь обрабатывают шлифовальными машинками.
  • Если при ремонте необходимо нанесение нескольких слоев красок и лаков, то их необходимо наносить на не полностью застывший предыдущий липкий слой.
  • В зависимости от требования к готовому изделию, Нижний слой посыпают мелким песком, после того, как слой отвердевает, лишний песок удаляют и можно наносить новый слой.

Преимущества и плюсы эпоксидных смол

Эпоксидная смола имеет большие преимущества перед подобными материалами:

  • клеевое соединение высокой прочности;
  • незначительная усадка;
  • минимальная проницаемость влаги в отвердительном виде;
  • повышенная устойчивость и износостойкость;
  • отличные физико-механические свойства и параметры.

Эпоксидный клей. Его свойства и применение

Эпоксидная смола получила известность в качестве клея.

Эпоксидные смолы чаще всего идут для создания специальных защитных слоев и для склеивания деталей с не пористой поверхностью.

Что можно склеить эпоксидным клеем

В универсальном клее используют, как правило, специальные эпоксидные составы с высокой адгезией к разным материалам.

Их итоговые свойства после отверждения варьируются в большом диапазоне. По своему составу клей бывает эластичный и жесткий. При работе в бытовых условиях существуют составы, которые не требуют точных соблюдений пропорций смолы с отвердителем. Она может составлять от 100:40 до 100:60. В комплект данных составов включают отвердитель холодного типа.

Эпоксидный клей считают универсальным и надежным средством, благодаря качественной сцепке и прочности соединения. Данный клей применяется в разных сферах, начиная с обувных мастерских и заканчивая машино- и авиастроением.

Метод изготовления эпоксидного клея

Пропорции отвердителя

Чтобы получить клей, эпоксидную смолу нужно смешать с отвердителем в небольшом количестве при комнатной температуре. Стандартной пропорцией эпоксидной смолы и отвердителя считается 1:10. При смешивании не требуется точного соблюдения пропорции и допустима незначительная передозировка отвердителя (1:5). Небольшой объем смешивают обычно вручную.

Скорость отверждения эпоксидных смол

Многие считают, что если взять отвердителя больше требуемой нормы, то отверждение произойдет гораздо быстрее. Но самый простой и распространенный способ ускорения полимеризации — это повышение температуры реагирующей смеси. При увеличении температуры на 10°С может ускорить процесс в 2-3 раза. Температура смеси, и вид отвердителя будут являться главными факторами влияния на скорость окончательного отверждения.

Объемные изделия из эпоксидных смол

Чтобы изготовить крупное изделие из эпоксидной смолы могут возникнуть определенные сложности. Такое изделие должно быть без пузырьков воздуха, а поверхность его должна быть прозрачной.

Стол из эпоксидки

Следует отметить, что отверждение в толще и на поверхности должно идти равномерно. При толщине изделия от 2 мм, материал наносят слоями после первичного застывания предыдущего слоя.

Существуют специальные формы для эпоксидных смол. Перед использованием форму смазывают техническим вазелином или прочими жирами. С помощью порошковых красителей изделию можно придать любой цвет. По окончании работы изделие первоначально выдерживают при комнатной температуре. Через 3 часа наступает процесс первичной полимеризации, после этого изделие прогревается в жарочном шкафу для более скорого процесса отверждения (до 6 часов). При комнатной температуре процесс полной полимеризации может длиться до 7 дней, а при добавке триэтилентетрамина поверхность становится липкой.


.

Свойства эпоксидной смолы для творчества

В этой статье мы разберём общие свойства эпоксидной смолы, какие бывают разновидности, а также смолу какой вязкости применять для творчества. Для чего предназначена каждый из видов смолы и узнаем её эксплуатационные качества.

Содержание

  1. Свойства эпоксидной смолы
  2. Сферы применения эпоксидной смолы
  3. Состав эпоксидной смолы
  4. Правила хранения и соотношения
  5. Повышенная вязкость эпоксидной смолы для творчества
  6. Средне вязкая смола
  7. Качества и достоинства низко вязкой эпоксидной смолы

Свойства эпоксидной смолы

Эпоксидная смола — знакомый многим материал обладающий уникальными свойствами. На вид смола представляет собой густую тягучую жидкость прозрачного или немного желтоватого цвета. Одной из главной особенностей «эпоксидки» является ее высокая адгезия к различным материалам, таким как:

  • различные металлы
  • древесина всевозможных пород
  • керамика
  • кожа
  • резина
  • пластик
  • стекло и т.д

Это свойство смолы позволяет использовать ее как универсальный клей.

Другой особенностью эпоксидной смолы выделяют ее высокую прочность и стойкость к механическим и иным воздействиям. Эпоксидка не проводит электричество и обладает абсолютной водонепронецаемостью.

В зависимости от вида эпоксидки отличаются и её технические особенности:

  • теплостойкость
  • плотность
  • прозрачность
  • время отверждения
  • температура для полимеризации
  • прочность на сжатие и растяжение

Сферы применения эпоксидной смолы

Преимуществ у эпоксидной смолы огромное множество. Применяется она повсеместно – в творчестве, рисовании, в быту, строительной и промышленной отрасли. Всё благодаря её стойкости и минимальной скорости износа, а также практически полному отсутствию усадки.

Сферы применения смол:
  • для сувенирной продукции
  • для ювелирных изделий
  • прозрачные отливки аксессуаров
  • декоративные полы
  • панно на стены
  • рисование картин
  • столешницы под камень
  • мебель и столы
  • предметы освещения
  • дизайнерский декор и т.д

Состав эпоксидной смолы

Любая эпоксидная смола представляет собой двухкомпонентный состав — смола и отвердитель для нее (компонент А и компонент Б). После добавления в неё отвердителя, смола постепенно застывает, и переходит в нерастворимое соединение.

Именно соединения этих составов позволяет запустить процесс полимеризации, доводя запланированные изделия до конца. Всегда обращайте внимание при покупке на полный комплект этих средств.

Правила хранения и соотношения

Соотношение компонентов может отличаться и быть как равным, так и смещаться в разные стороны. От соблюдения правильности пропорций смолы и отвердителя зависит качество готового полимера – избыток или нехватка одного из компонентов несомненно отразится на качестве.

Производитель смолы в инструкции или на самом флаконе приводит правильно подобранные пропорции для состава. Если игнорировать этот факт и смешивать неправильно, снижается его прочность и она попросту не засохнет до конца и останется липкой массой.

На этот же фактор влияет и недостаточное смешивание, оба компонента должны тщательно быть перемешаны. Также на конечный результат эксплуатации влияет хранение материала, температура не должна достигать высоких и слишком низких температур в месте где хранится смола.

Повышенная вязкость эпоксидной смолы для творчества

Существуют разные виды смол, и зависят их назначения от их свойств. Поподробнее остановимся на их различии.

В своём творчестве я часто применяю смолу именно вязкую с ускоренным временем отверждения. При рисовании картин с имитацией камня и натуральных минералов подходит отлично.
А именно медленно растекается сохраняясь на поверхности, и смешение цветов происходит более контролируемо за счёт более густого состава. Для техники Resin Art я предпочитаю её.

Также она применяется в производстве бесцветных, жестких, износостойких декоративных покрытий и заливок. В комплекте с отвердителем представляет собой бесцветный состав без запаха.
Приобрести на нашем сайте такую смолу в различных дозировках и наборах.

Средне вязкая смола

Средне вязкая смола больше подойдёт для бижутерии, гибридной мебели, заливке столешниц, литье сувениров; возможно также применение в качестве заливочного состава для полов.

Внешний вид – прозрачная состав менее густая, имеет увеличенное время жизни

Качества и достоинства низко вязкой эпоксидной смолы

Данную смолу часто применяют для изготовления стеклопластиковых конструкций для лодок, яхт, катеров, различной техники, как склеивающий и антикоррозионный состав.

Купить наборы для рисования эпоксидной смолой

Вдохновиться идеями — Pro Dezign

Полезные статьи

Ваша Алёна
Творческая мастерская ALX STUDIO

Общие химические и физические свойства эпоксидных пластмасс

Эпоксидная смола определяется как молекула с более чем одной эпоксидной группой, которая может затвердеть в пригодный для использования пластик. Эпоксидная группа, которую также называют глицидильной группой, благодаря своему характерному внешнему виду получила название эпоксидной смолы.

Группа эпоксидной смолы

То, что мы видим, — это атом кислорода за пределами углеродной цепи. Эпи означает «снаружи», а вторая часть слова происходит от кислорода.

Существует два варианта написания: эпоксидный и эпоксидный. Первый возникает из-за связи кислорода с углеродной цепью, называемой оксидом. Эпоксидная смола производится из простых основных химикатов, которые легко доступны.

С помощью химических формул последняя ступень выглядит следующим образом:

Бисфенол А + эпихлоргидрин

Эпоксидная смола на основе диглицидилового эфира бисфенола А (ДГЭБА)

Варьируя соотношение между бисфенолом А и эпихлоргидрином, получают различные молекулярные массы готовой эпоксидной смолы.Самый низкий молекулярный вес, который может иметь эпоксидная смола типа DGEBA, составляет 340, но если два элемента вместе могут образовывать разные молекулярные веса при взаимодействии, эпоксидная смола будет содержать смесь молекул эпоксидной смолы различной длины. Следовательно, речь идет не о молекулярной массе эпоксидных смол, а, скорее, об их средней молекулярной массе.

Эпоксидная смола со средней молекулярной массой более 700 называется высокомолекулярной, а эпоксидная смола со средней молекулярной массой менее 700 — низкомолекулярной.Эпоксидные смолы могут быть аллергенами, и именно молекулярная масса определяет, насколько велик риск. Чем выше молекулярная масса, тем меньше вероятность аллергии.

В формуле эпоксидной смолы после скобки стоит буква «n». Если n = 0, то есть то, что находится внутри скобки, не существует, то мы имеем самую короткую молекулу эпоксидной смолы с молекулярной массой 340. Она имеет самую высокую реактивность и, следовательно, также представляет наибольший риск аллергии. Если n = 1, молекулярная масса равна 624, для n = 2 — 908 и т. Д.

Каждый раз, когда n увеличивается на 1, молекулярная масса увеличивается на 284. В низкомолекулярной эпоксидной смоле со средней молекулярной массой 380 распределение составляет примерно 88% n = 0, 10% n = 1 и 2% n = 2. Чистая эпоксидная смола с n = 2 не является аллергеном, но если мы посмотрим на коммерческую эпоксидную смолу с молекулярной массой 1080, распределение будет примерно 20% n = 0, 15% n = 1, 15% n = 2 и 50% n = 3, 4 и 5. Это означает, что даже высокомолекулярная эпоксидная смола может быть аллергеном.

Низкомолекулярная эпоксидная смола со средней молекулярной массой 380 является жидкой при комнатной температуре, а эпоксидная смола со средней молекулярной массой 1000 является твердой при комнатной температуре.Молекулярная масса определяет, для чего можно использовать эпоксидную смолу.

С низкомолекулярными материалами можно обращаться без добавок растворителей, которые испаряются и поэтому используются для литья, толстых покрытий, клеев для заполнения зазоров и т. Д.

Высокомолекулярные эпоксидные смолы, как правило, должны быть растворены в органических растворителях, чтобы с ними можно было работать, что ограничивает использование красок и лаков.
Чтобы превратить эпоксидную смолу в эпоксидный пластик, требуется реакция с подходящим веществом. Такое вещество в данном контексте называется отвердителем.

Примерами групп веществ, которые действуют как отвердители эпоксидных смол, являются: амины, амиды, ангидриды кислоты, имидазолы, комплексы трифторида бора, фенолы, меркаптаны и оксиды металлов.

Для отверждения при комнатной температуре в основном используются амины и амиды и в некоторой степени меркаптаны. Другие типы отвердителей обычно требуют температуры выше + 150 ° C для взаимодействия с эпоксидной смолой. С этого момента далее будут описаны только амины и амидные отвердители.
Амины — это вещества, которые тесно связаны с аммиаком ( NH 3 ).В зависимости от того, сколько атомов водорода замещено алкильными группами, возникают первичные амины NH 2 -R , вторичные амины NH-R 1 или третичные амины N-R 2 . Общее количество аминогрупп определяет, является ли амин моноамином ( NH 2 -R ), диамином ( NH 2 -R-NH 2 ) или полиамином ( NH 2 -R-NH-R-NH-R-NH 2 ).

Кроме того, амины делятся на алифатические, т.е.е. прямая углеродная цепь, циклоалифатическая с кольцевой углеродной цепью и, наконец, ароматическая, где аминогруппа связана с бензольным кольцом.

В качестве отвердителя для эпоксидной смолы используются в основном диамины и полиамины.
Первичная аминогруппа NH 2 содержит, как видно, два атома водорода и один атом азота. Это водород, который составляет реактивную часть, и реакция происходит с кислородом в эпоксидной группе.

С несколько упрощенными химическими формулами это выглядит так:

Первичный амин + эпоксидная группа дает Вторичную аминогруппу

На первой стадии реакции один из атомов водорода амина реагирует с кислородом эпоксидной группы, вызывая образование гидроксильной группы (OH ) одновременно с восстановлением первичного амина до вторичного амина.Реакция продолжается:

Вторичный амин реагирует с еще одной эпоксидной группой, и реакция завершается.

Молекула эпоксидной смолы обычно содержит две эпоксидные группы, а один первичный диамин имеет четыре реактивных атома водорода. Схема эпоксидной пластмассы тогда выглядит так:

Молекула эпоксидного пластика в действительности трехмерна.

Примеры аминов, используемых в качестве отвердителей эпоксидных смол

Алифатические амины

  • Диэтилентриамин
  • Триэтилентетрамин
  • Аминоэтилпиперазин
  • Триметил гексаметилендиамин

Циклоалифатические амины

  • Изофорондиамин
  • Диамино-дициклогексилметан

Ароматические амины

  • Диаминодифенилметан
  • м-фенилендиамин

Очень часто амины предварительно реагируют с определенной частью эпоксидной смолы.Целью этого является получение отвердителя, который является менее жидким, чем чистый амин, и имеет несколько более высокую реакционную способность.

Этот тип отвердителя называется аминовыми аддуктами и реагирует в основном так же, как показано ранее.

Следующая большая группа отвердителей — это амиды, или, вернее, полиаминоамиды. Амид образуется, когда полиамин реагирует с жирной кислотой.

Обычно это относится ко всем полиамидам, даже к нейлону. Варьируя соотношение между жирной кислотой и амином, можно решить, будет ли полиамид иметь концевую кислотную группу (типа нейлона) или концевую группу амида, т.е.е. какие концевые группы будет иметь полиамид. В качестве отвердителей для эпоксидной смолы можно использовать только полиамиды с концевыми аминогруппами. В качестве жирной кислоты чаще всего используются талловая жирная кислота, линолевая кислота или олеин. Жирные кислоты используют либо мономер (одна карбоксильная группа), либо димер (две карбоксильные группы). В качестве полиаминов используются диэтилентриамин, триэтилентетрамин и тетраэтиленпентамин. Водород в амидной группе ( CONH ) не является реакционноспособным, это скорее водород в первичных аминогруппах на концах полиамида и вторичных аминогруппах, полученных из полиамина, которые вступают в реакцию с эпоксидной смолой в таким же образом, как описано ранее.

Как аминовые аддукты, так и полиамиды можно сделать водорастворимыми. Такие растворы обладают способностью эмульгировать низкомолекулярную эпоксидную смолу, что, в свою очередь, дает возможность производить водорастворимые эпоксидные краски.

Реакция между эпоксидной смолой и отвердителем представляет собой необратимую полиаддитивную реакцию, т. Е. Не образуются побочные продукты, и эпоксидный пластик не может разлагаться на эпоксидную смолу и отвердитель. Реакция экзотермическая, что означает выделение тепла. В зависимости от типа используемого отвердителя можно добиться очень большой разницы в скоростях реакции.Это имеет большое практическое значение при работе с эпоксидной смолой. Время, необходимое для израсходования смеси эпоксидной смолы и отвердителя, называется жизнеспособностью . В зависимости от реакционной способности смеси время жизнеспособности может варьироваться от нескольких секунд до нескольких лет.

Жизнеспособность

можно определить несколькими способами.
Один из методов — это доведение эпоксидной смолы и отвердителя до + 20 ° C. После этого в пластиковом стакане смешивают 100 грамм. Время достижения температуры смеси + 50 ° C задается как время жизнеспособности смеси.Для систем с низкой реакционной способностью (длительным жизнеспособностью) чаще всего выбирают измерение вязкости или консистенции и измерения времени до удвоения начальной вязкости.

Оба эти метода непригодны для водно-эмульгированных или водно-дисперсных систем. В этом случае вместо этого проводят испытание на укладку и измеряют время до уменьшения блеска.

Большинство химических реакций подчиняются закону Аррениуса, который гласит, что скорость реакции удваивается на каждую десятую градуса повышения температуры.Это означает, что при + 30 ° C реакция протекает вдвое быстрее, чем при + 20 ° C.

Чем больше количество смешанного, тем больше выделяется экзотермическое тепло. У этого тепла недостаточно времени, чтобы рассеяться через поверхность сосуда для смеси, поэтому вместо этого оно нагревает смесь. С повышением температуры скорость реакции также увеличивается, что влечет за собой то, что жизнеспособность тем короче, чем больше смешанное количество.


Пример жизнеспособности 100 и 500 граммов одной и той же смеси эпоксидной смолы и отвердителя

Жизнеспособность эпоксидной системы, следовательно, предоставляет пользователю определенную информацию о времени работы после смешивания, но необходимо учитывать количество смешанного материала и начальную температуру материала.Время отверждения эпоксидной смолы определяется как время от момента нанесения эпоксидной смолы до того, как сформированный эпоксидный пластик достигнет своих конечных свойств, касающихся прочности и химической стойкости.

Для эпоксидной смолы, которая наносится тонкими слоями, экзотермическое тепло не приведет к значительному увеличению температуры в слое, но вместо этого эпоксидная смола быстро принимает температуру основы. Затем реакция между эпоксидной смолой и отвердителем вначале идет относительно быстро из-за большой доступности реакционноспособных молекул и из-за того, что подвижность молекул высока, пока вязкость низкая.

По мере образования полных молекул эпоксидной смолы количество реакционноспособных молекул уменьшается одновременно с увеличением вязкости. Скорость реакции постепенно снижается.

Как показывает практика, эпоксидной смоле, отверждающейся при комнатной температуре, требуется около 7 дней при + 20 ° C для достижения максимальных свойств, но уже через 24 часа можно получить около 70–80% конечных свойств.

Закон Аррениуса, естественно, применяется, даже если реакция происходит при постоянной температуре. Это означает, что при температуре основания + 10 ° C для достижения окончательных свойств требуется около 14 дней.


Пример процесса отверждения эпоксидной смолы при постоянной температуре.

Основные характеристики эпоксидной смолы

В настоящее время более 50 различных веществ соответствуют определению эпоксидной смолы. Если также добавить, что существует несколько сотен различных отвердителей, легко понять, что свойства эпоксидной пластмассы можно изменять для удовлетворения самых разнообразных требований. Тем не менее определенные базовые свойства присутствуют всегда.

Адгезия

Одно из наиболее характерных свойств эпоксидного пластика — способность прилипать к большинству поверхностей.Причина этого — наличие полярных гидроксильных групп и эфирных связей. Незначительная усадка также означает, что контакт между эпоксидной смолой и основанием не нарушается из-за напряжения. Поверхностное натяжение эпоксидной пластмассы для большинства материалов чаще всего меньше критической поверхностной энергии. Это одно из требований для достижения адгезии.

Механическая прочность

Ни один другой твердый пластик не может обладать такой высокой механической прочностью, как правильно составленный эпоксидный пластик.Опять же, во многом благодаря минимальной усадке можно избежать внутренних напряжений. Предел прочности при растяжении может превышать 80 МПа.

Химическая стойкость

Благодаря возможности варьировать свойства эпоксидной пластмассы, можно сделать эпоксидную пластмассу устойчивой к большинству химикатов. В целом эпоксидный пластик очень устойчив к щелочам, что очень важно при поверхностной обработке бетона.

Плотность диффузии

Эпоксидная смола обычно имеет относительно высокое сопротивление паропроницаемости, но с помощью специальной техники эпоксидный пластик можно сделать открытым для диффузии.Эпоксидная смола, открытая для диффузии, может быть нанесена, например, на влажный бетон и обеспечивает адгезию, превышающую предел прочности бетона на растяжение.

Водонепроницаемость

Эпоксидные пластмассы считаются водонепроницаемыми, и их часто используют для защиты от воды.

Электроизоляционная способность

Эпоксидные пластмассы — отличные электроизоляторы. Объемное сопротивление обычно составляет 10 15 Ом · см. Это в сочетании с высокой влагостойкостью и химической стойкостью делает эпоксидную смолу подходящей как для изготовления электронных компонентов, так и для встраивания трансформаторов.

Усадка

Эпоксидные пластмассы имеют очень небольшую усадку во время затвердевания. Это связано с тем, что молекула эпоксидной смолы имеет довольно небольшую переориентацию в процессе отверждения по сравнению, например, с полиэфиром и метилметакрилатом.

Термостойкость

Что касается термостойкости, то эпоксидная смола, закаленная при комнатной температуре, мало отличается от закаленной при нагревании. Часто термостойкость указывается с помощью HDT (температура теплового отклонения) или Tg (температура стеклования).
У HDT механическая прочность быстро снижается. Эпоксидная смола, отверждаемая при комнатной температуре, редко достигает HDT выше 70 ° C, тогда как отвержденная при нагревании может достигать 250 ° C.

Возможность изменения

Возможно, главное свойство эпоксидной смолы — это почти неограниченная способность изменять окончательные свойства эпоксидной пластмассы в соответствии с особыми требованиями. На свойства пластика в первую очередь влияет отвердитель, но, как будет показано в следующей главе, на эпоксидные изделия влияет и множество других веществ.

Стабильность на свету

Эпоксидные пластмассы на основе ароматических эпоксидных смол чувствительны к свету в УФ-диапазоне. Прямое облучение ультрафиолетом быстро вызывает пожелтение. Даже нормальный солнечный свет содержит достаточно ультрафиолетового излучения для возникновения пожелтения. Наиболее устойчивы алифатические эпоксидные смолы с ангидридным или аминным отвердителем.

Модификация эпоксидных смол

Вязкость при 25 ° C немодифицированной низкомолекулярной эпоксидной смолы типа DGEBA составляет примерно 10 Па · с, при 20 ° C примерно 24 Па · с и при 15 ° C примерно 68 Па · с.

Легко понять, что немодифицированную эпоксидную смолу не всегда можно использовать на открытом воздухе или при низких температурах. Таким образом, первой причиной модификации является снижение вязкости до подходящей рабочей консистенции. Здесь доступны несколько вариантов.

Во-первых, у нас есть инертных разбавителей , которые относятся к таким веществам, которые можно смешивать с эпоксидной смолой, но которые не участвуют в реакции между эпоксидной смолой и отвердителем. Сюда входят обычные растворители, такие как ксилол, толуол, простые эфиры гликоля, кетоны, низшие спирты и т. Д.

Другие инертные разбавители включают большое количество веществ с достаточно низким давлением пара, чтобы они не испарялись из затвердевшего пластика при нормальных условиях. Примерами являются бензиловый спирт и кумароновые смолы. Вещества, которые не связаны химически в молекуле эпоксидного пластика, следует рассматривать как осажденные между молекулярными цепочками пластика.

В эту группу входят «обычные» растворители, которые сильнее всего влияют на вязкость, но часто имеют опасный путь.

Эпоксидная смола очень хорошо удерживает растворители, то есть способность удерживать растворители. Это означает, что растворитель испарится еще долго. В слое толщиной 1 мм остатки растворителя можно обнаружить через несколько месяцев при комнатной температуре.

Повреждения, которые могут возникнуть из-за растворителей, обычно проявляются в виде пузырей из-за сильного нагрева или из-за осмоса, когда в бетоне появляется влага. Еще одна причина, по которой следует избегать использования растворителей, — это эффект усадки, который может привести к отслаиванию слоев от непрочных подложек.

Разбавители, которые при нормальных условиях не испаряются, влияют на свойства эпоксидного пластика не только снижением вязкости, но и другими способами. Положительные изменения могут заключаться в гибкости, улучшенной стойкости к воде и солевым растворам из-за гидрофобизации, улучшенной реакционной способности, отчасти потому, что подвижность эпоксидной смолы и молекулы отвердителя лучше при более низкой вязкости, и отчасти из-за каталитического эффекта гидроксильных групп в , например, бензиловый спирт.

Отрицательные изменения — снижение термостойкости и большее тепловое расширение.

При более высоких температурах летучесть некоторых из этих веществ может быть значительной. Это может привести к усадке с растрескиванием и последующему снижению адгезии. Еще один аспект, который иногда необходимо учитывать, — это совместимость с битумом. Меньшая часть инертных разбавителей не проникает в битум.

Кроме того, многие разбавители этой группы представляют собой сложные эфиры, которые могут омыляться при контакте с бетоном под воздействием воды.

Реактивный разбавитель (разбавители)

Эти вещества, как следует из названия, обладают способностью вступать в реакцию с эпоксидной смолой или отвердителем, таким образом связываясь с молекулой пластика.
Наиболее часто используемые типы — это те, которые содержат одну или несколько эпоксидных групп. Существует очень большая группа таких веществ, все они могут придавать конечному пластику различные свойства.

Эти вещества отличает то, что они не могут мигрировать, испаряться или извлекаться из эпоксидной пластмассы. Термостойкость несколько снижается по сравнению с немодифицированной эпоксидной смолой, но совсем не так сильно, как в случае инертного разбавителя. Ценным свойством реакционноспособных разбавителей является то, что они снижают поверхностное натяжение эпоксидной смолы, что, в свою очередь, может улучшить смачиваемость и, следовательно, адгезию.В зависимости от химически активного состава разбавителя, это может повлиять как на гибкость, так и на химическую стойкость.

Другими веществами, используемыми для модификации свойств эпоксидной пластмассы, являются, например, высокомолекулярные изоцианаты, которые через отвердитель могут вступать в реакцию с эпоксидной смолой. В результате получается пластик с резино-эластичными свойствами, которые сохраняются при температуре около -40 ° C.

Такая модификация изменяет фундаментальные свойства эпоксидной пластмассы.
Термостойкость и химическая стойкость снижаются с увеличением эластичности.В то же время вязкость увеличивается, потому что изоцианаты сами по себе очень вязкие. Это означает, что для снижения вязкости необходимы дальнейшие модификации.

Следующая группа модифицирующих веществ — пигменты и наполнители.
Пигмент используется для окрашивания эпоксидного материала и наполнителя для увеличения механической прочности и снижения затрат.

В качестве пигментов чаще всего используются оксиды металлов, такие как диоксид титана, оксид железа и оксид хрома.
Как правило, наполнители — это мелкоизмельченные минералы и кварцевый песок.Важно, чтобы и пигменты, и наполнители были правильно распределены в эпоксидном связующем.

В дополнение к перечисленным модифицирующим веществам существует ряд вспомогательных средств, влияющих на такие вещи, как реология, то есть консистенция, текучесть, пузырьки воздуха и адгезия.

Легко понять, что эпоксидный продукт имеет относительно сложный состав, где включенные компоненты должны взаимодействовать, чтобы результаты были такими, как задумано.

Эпоксидные смолы — Факты о химической безопасности.org

Использование и преимущества

Эпоксидные смолы используются в широком спектре потребительских и промышленных применений из-за их долговечности, сильной адгезии, химической стойкости и других специальных свойств

Применение возобновляемых источников энергии

Эпоксидные смолы используются для создания множества продуктов и технологий, которые помогают повысить энергоэффективность и сократить выбросы парниковых газов. Многие возобновляемые источники энергии — ветер, солнце, природный газ, новые аккумуляторные технологии и многое другое — зависят от инновационных технологий эпоксидной смолы, чтобы стать более эффективными, доступными и масштабируемыми.

Строительство и строительство

Эпоксидные смолы, используемые в строительстве, могут помочь увеличить срок службы зданий и снизить потребность в ремонте и перекрашивании за счет повышения долговечности конструктивных элементов, технических клеев и красок.

  • Краски и покрытия: Краски с добавлением эпоксидной смолы быстро сохнут и обеспечивают прочное защитное покрытие. Они полезны для заводского литья чугуна, литой стали и литого алюминия и используются для поддержки металлических корпусов, помогая им выдерживать повреждения от ударов или других ударов.Эпоксидные покрытия включают антикоррозионные грунтовки, а также абразивные и огнестойкие покрытия.
  • Напольные покрытия: Эпоксидные смолы играют важную роль в напольных покрытиях, особенно в средах, требующих стерильных поверхностей, таких как медицинские учреждения и предприятия пищевой промышленности. Долговечность эпоксидных смол означает, что полы с эпоксидным покрытием можно дезинфицировать, используя более сильные чистящие средства.

Эпоксидные смолы также используются в высококачественных и декоративных напольных покрытиях, таких как полы из терраццо, щепы и цветного заполнителя, и могут улучшить эстетическую привлекательность таких материалов, как мрамор.Эпоксидный пол также можно дополнить добавлением контрастной виниловой крошки к верхнему эпоксидному слою или другими добавками, такими как добавление песка, чтобы придать полу текстуру противоскольжения.

  • Сантехника и трубы: Эпоксидные смолы используются для изготовления композитных труб и резервуаров, а также в качестве покрытий для традиционных стальных изделий. Поскольку эпоксидная футеровка труб имеет тенденцию быть прочной и устойчивой к хлору и микробам, она может быть жизнеспособной альтернативой для замены старых трубопроводов.
  • Высокоэффективные клеи: Высокоэффективные эпоксидные клеи могут использоваться для изготовления клееной древесины для настилов, стен и крыш.Эпоксидные смолы обычно более термостойкие и химически стойкие, чем многие клеи, и могут прилипать к дереву, металлу, стеклу, камню и некоторым пластмассам.
Автомобильная промышленность

Технология покрытия на основе эпоксидной смолы используется на транспортных средствах более 30 лет. Тонкое антикоррозионное покрытие на основе эпоксидной смолы можно нанести на кузов автомобиля в качестве грунтовки, а затем отвердить и покрыть финишным слоем, защищающим грунтовку от повреждений ультрафиолетом. Эпоксидные смолы могут способствовать обеспечению адгезии к металлу и устойчивости к ржавчине и коррозии кузова автомобиля и других металлических деталей.Использование эпоксидных смол в транспортных средствах также может помочь снизить вес автомобильных компонентов, способствуя повышению топливной эффективности и снижению выбросов CO 2 и других выбросов.

Пищевая упаковка

Эпоксидные смолы используются в упаковке пищевых продуктов с 1950-х годов и обеспечивают защитный слой для отделения продуктов питания и напитков от металла, используемого для изготовления банок. 1 Если не использовать эпоксидные смолы, металл может подвергнуться коррозии и вызвать проникновение бактерий в банки. Это может нанести ущерб безопасности их содержимого, а также свежести и питательной ценности продуктов.Банки, покрытые эпоксидной смолой, могут иметь более длительный срок хранения, поэтому потребители могут хранить продукты в течение более длительных периодов времени. Эпоксидные смолы также позволяют круглый год экспортировать местные сезонные продукты питания, сохраняя при этом вкус, текстуру и цвет.

Стеклянная упаковка, например, для консервирования пищевых продуктов, также обычно зависит от эпоксидной смолы для защиты металлических крышек от коррозии.

Спорт и отдых

Эпоксидные смолы могут помочь сделать спортивное снаряжение, такое как теннисные ракетки, лыжи, снаряжение для гольфа, хоккейные клюшки, удочки и удочки, каяки и велосипеды, легче, прочнее и долговечнее. 2 Покрытия из смолы наносятся на лодки, потому что они являются отличными адгезивами, обладают высокой устойчивостью к влагопоглощению и могут обеспечить высокую стойкость к истиранию.

Аэрокосмическая промышленность

Эпоксидные смолы используются в авиакосмической отрасли для самолетов и спутниковых систем в качестве связующего для армирования, такого как стекло и углерод, что помогает сделать их прочными и легкими. Их также можно сделать так, чтобы они выдерживали экстремальные температуры, которым подвергаются самолеты, и могут помочь продлить срок службы конструктивных элементов.

Дополнительное использование

Эпоксидные смолы используются в искусстве для дизайна картин и украшений, производства лаков и изготовления отливок. Эпоксидные смолы можно использовать для отделки рисунков, фотографий и картин, и они защищают произведения искусства от ультрафиолета. Литье из эпоксидной смолы позволяет художникам вставлять в отливку натуральные материалы, такие как цветы, растения и камни. Их прочность и долговечность позволяют им выдерживать лепку и резьбу при высоких и низких температурах. 3

Что такое эпоксидная смола из

Первое, что нужно знать, это то, что эпоксидная смола — это разговорное название функциональной группы эпоксида или любого из основных компонентов или отвержденных конечных продуктов эпоксидных смол

Эпоксидные смолы, также известные как полиэпоксиды, представляют собой класс реакционноспособных форполимеров и полимеров, содержащих эпоксидные группы.

Эпоксидные смолы могут реагировать (сшиваться) либо сами с собой посредством каталитической гомополимеризации, либо с широким спектром сореагентов, включая полифункциональные амины, кислоты (и ангидриды кислот), фенолы, спирты и тиолы (обычно называемые меркаптанами). Эти сореагенты часто называют отвердителями или отвердителями, а реакцию поперечного сшивания обычно называют отверждением.

В результате реакции полиэпоксидов друг с другом или с полифункциональными отвердителями образуется термореактивный полимер, часто с хорошими механическими свойствами и высокой термической и химической стойкостью.Эпоксидная смола имеет широкий спектр применения, включая металлические покрытия, использование в электронике / электрических компонентах / светодиодах, электрические изоляторы высокого напряжения, производство кистей, армированные волокном пластмассовые материалы, а также клеи для структурных и других целей.

Что такое эпоксидная смола из

Эпоксидная

Эпоксидная смола — это просто отвержденная эпоксидная смола. Другими словами, эпоксидная смола — это эпоксидный клей в жидкой форме. У любой эпоксидной смолы есть две основные части уравнения: смола и отвердитель.Когда смола и отвердитель вступают в реакцию вместе, наступает процесс отверждения.

Смола

Сама смола состоит из бисфенола (а существует более одного типа) и эпихлоргидрина. Самый распространенный вид бисфенола — это комбинация ацетона и фенола. Может быть, вы сейчас спрашиваете себя: откуда, черт возьми, фенол? Ну, когда это было впервые обнаружено, оно получено из каменноугольной смолы, но в настоящее время химики извлекают его из нефти (как и многие другие полезные соединения).Что касается эпихлоргидрина, то он получен из так называемого аллилхлорида, хлорированного химического соединения пропилена.

Эпоксидная смола — один из лучших клеев для промышленного использования. Согласно adhesives.org, эпоксидные смолы после отверждения создают «жесткие, но прочные линии связи и обладают отличной адгезией к металлам. Химическая и экологическая стойкость отличная. Большинство составов имеют консистенцию пасты и могут наноситься шпателем или выдавливаться в виде шариков. Они легко заполняют зазоры и обеспечивают отличные герметизирующие свойства, особенно против агрессивных химикатов.Их часто используют как альтернативу сварке и заклепкам ».

Что такое эпоксидная смола из

Эпоксидная смола

Эпоксидная смола — двухкомпонентный материал, состоящий из эпоксидной смолы и отвердителя. Эпоксидные смолы обладают высокими характеристиками, что широко используется при укреплении, ремонте и усилении различных конструкций, особенно при производстве композитных изделий. Также из него делают прочные слепки. Эти материалы обладают высокой прочностью и очень высокими адгезионными свойствами.Эпоксидная смола имеет высокую электроизоляцию

, в то время как этот материал широко используется в производстве различных электрических компонентов, таких как генераторы в электротехнической промышленности. Он также используется в аэрокосмической и авиационной промышленности для соединения внутренних и внешних компонентов. Используется в морской индустрии для ремонта различных частей корабля. Он также используется при изготовлении бронежилетов. Основное применение эпоксидной смолы — производство композитов из стеклопластика. Еще одно применение эпоксидной смолы в автомобильной промышленности — склеивание и соединение деталей автомобилей друг с другом.Эпоксидная смола обладает высокой стойкостью к химическим веществам, таким как кислоты и щелочи, а также высокой стойкостью к влаге и воде. Эта смола имеет меньшую усадку, чем другие типы смол, такие как полиэфирная смола. Они менее чувствительны к температуре окружающей среды во время приготовления. Эпоксидные смолы можно запекать при температуре от 5 до 150 ° C, в зависимости от типа. Благодаря циклическим группам в структуре эпоксидных смол эти материалы устойчивы к поглощению механических и термических нагрузок. Другое распространенное использование эпоксидной смолы — это защитное покрытие, называемое эпоксидным покрытием, на полу спортзалов, заводов и больниц, которое увеличивает устойчивость бетона к факторам окружающей среды, таким как эрозия и химическое воздействие.. Это легкое и легкое покрытие предотвращает проникновение воды, масла, пыли и других агрессивных жидкостей в бетонную поверхность. Эпоксидное покрытие толщиной 4 мм увеличивает прочность бетона на сжатие примерно на 2100 кг / см. Эпоксидная смола с низкой концентрацией и высокой прочностью на проникновение имеет высокую начальную и конечную прочность. Эти смолы также устойчивы к истиранию и ударам.

Эпоксидные смолы широко используются в композитной, аэрокосмической, строительной, электронной, адгезивной и лакокрасочной промышленности благодаря своим физико-механическим свойствам, а также хорошей термической, электрической и химической стойкости.Эпоксидные смолы для отверждения к химическим веществам. Их следует называть отвердителями или отвердителями. Эти материалы влияют на условия обработки и конечные свойства системы смол. В общем, отвердители эпоксидных смол можно разделить на две группы: отверждение с нормальным отверждением (отверждение при комнатной температуре или термическое отверждение) и замедленное отверждение. Его промывают, затем превращают в гель и готовят. Однако отвердители замедленного действия не вступают в реакцию после добавления смолы до температуры окружающей среды, и вязкость смеси не изменяется.Поэтому эпоксидная смола используется для приготовления однокомпонентных систем. Эти отвердители не активны при нормальных условиях и вступают в реакцию со смолой. Однако они активируются при воздействии внешних раздражителей, таких как свет и тепло. Поскольку тепло является наиболее важным внешним стимулом, агенты замедленного нагрева являются одними из наиболее широко используемых и наиболее популярных агентов для приготовления пищи с замедленным нагревом. Агенты отсроченного отверждения включают агенты отсроченного отверждения, содержащие активный водород, катализированную и усиленную защиту с помощью химических групп и микрокапсул.Пекарские агенты, защищенные химическими группами, пекарские агенты содержат обычный активный водород, защищенный химическими группами. Выбор типа системы задержки является важным вопросом и имеет большое влияние на условия обработки и конечные свойства обожженной эпоксидной смолы.

Эпоксидные клеи

Благодаря своей способности прикрепляться к широкому спектру материалов, их высокой прочности, их устойчивости к химическим веществам и окружающей среде, а также их способности противостоять ползучести при длительной нагрузке, эпоксидные смолы являются наиболее широко используемыми конструкционными адгезивами.Они доступны в виде однокомпонентных систем отверждения при нагревании и двухкомпонентных систем отверждения при комнатной температуре. Немодифицированные эпоксидные смолы отверждают слишком твердые, хрупкие твердые вещества. Большинство клеевых составов включают модификаторы для увеличения гибкости или прочности отвержденного клея. Это приводит к образованию линий скрепления, которые способны противостоять большему стрессу отслаивания и расщепления, а также ударам.

Однокомпонентные системы обычно отверждаются при температуре от 250 до 350 ° F (от 120 до 175 ° F). Для обеспечения достаточного срока хранения требуется холодное хранение

.Они обеспечивают жесткие, но прочные линии склеивания и обладают отличной адгезией к металлам. Химическая и экологическая стойкость отличная. Большинство составов имеют консистенцию пасты и могут наноситься шпателем или выдавливаться в виде шариков. Они легко заполняют зазоры и обеспечивают отличные герметизирующие свойства, особенно против агрессивных химикатов. Их часто используют как альтернативу сварке и заклепкам. Некоторые составы могут переносить технологическое масло на подложке и при этом обеспечивать удовлетворительную прочность сцепления.

Эпоксидные смолы и полиэфирные смолы

Эпоксидная смола:
  • Чрезвычайно прочный и хороший предел прочности на изгиб
  • Отвердитель и температура определяют время отверждения эпоксидной смолы
  • Устойчивость к износу, растрескиванию, отслаиванию, коррозии и повреждениям в результате химической деградации и воздействия окружающей среды
  • Имеет прочность сцепления до 2000 фунтов на кв. Дюйм
  • Эпоксидная смола после отверждения становится влагостойкой
Полиэстер
  • Хрупкость и склонность к микротрещинам
  • Обычно стоит немного меньше, чем эпоксидная смола
  • Отходящие газы, содержащие летучие органические соединения, и имеют сильные легковоспламеняющиеся пары
  • Прочность сцепления полиэфирной смолы обычно составляет менее 500 фунтов на квадратный дюйм
  • После отверждения полиэфирная смола становится водопроницаемой, что означает, что вода со временем может пройти через нее.

В целом, эпоксидные смолы имеют преимущества перед полиэфирными и виниловыми эфирами в пяти основных областях:

  • Лучшие адгезионные свойства (способность связываться с арматурой или сердечником)
  • Превосходные механические свойства (особенно прочность и жесткость)
  • Повышенная устойчивость к усталости и микротрещинам
  • Снижение разложения из-за попадания воды (ухудшение свойств из-за проникновения воды)
  • Повышенная стойкость к осмосу (деградация поверхности из-за водопроницаемости)
Использование эпоксидных смол в конструкциях

Эпоксидные смолы представляют особый интерес для применения в конструкционных композитах, поскольку они обеспечивают:

  1. Уникальный баланс химических и механических свойств
  2. А также исключительная универсальность обработки

Некоторые из наиболее интересных приложений можно найти в аэрокосмической промышленности и индустрии отдыха, где смолы и волокна комбинируются для производства сложных композитных структур.Эпоксидные смолы подходят для различных неметаллических композитных конструкций в коммерческой и военной авиакосмической промышленности, включая панели пола, воздуховоды, вертикальные и горизонтальные стабилизаторы, крылья и многое другое.

Эпоксидные композиты также используются для производства легких деталей для автомобилей, рельсов, велосипедных рам, клюшек для гольфа, сноубордов, гоночных автомобилей и музыкальных инструментов. В этих приложениях используются сложные эпоксидные составы, которые будут включать несколько эпоксидных смол с модификаторами прочности или гибкости, подавления пламени, наполнителей для прочности, пигментов для красителей и отверждающих добавок, которые способствуют реакциям отверждения.

Применение при высоких температурах может быть улучшено за счет использования смол с более высокой функциональностью, которые увеличивают плотность сшивки и улучшают термическую и химическую стойкость. Эпоксидная смола (VII) на основе трис (гидроксилфенил) метана — одна из важных эпоксидных смол, используемых в высокопроизводительных приложениях. При повышенных температурах эта смола показывает отличные характеристики:

  • Физические и электрические свойства
  • Влагостойкость
  • Стабильность состава
  • Реакционная способность и сохранение свойств

Применение эпоксидной смолы:

Большое семейство эпоксидных смол широко приветствуется благодаря широкому спектру преимуществ и характеристик среди существующих смол в различных отраслях промышленности, благодаря их высокой химической стойкости к гниению из-за механических факторов окружающей среды.По этой причине эта смола используется в чувствительных отраслях промышленности, таких как производство деталей и конструкций самолетов (самолетов и космических кораблей), и, с другой стороны, из-за высокой адгезии этих смол они используются в качестве идеальных смол для сложных конструкций, таких как как промышленное оборудование. Используется в аэрокосмической, нефтегазовой, морской оборонной промышленности, автомобилестроении, электричестве и электронике, спортивном оборудовании и т. Д. Кроме того, эпоксидные смолы используются в других областях, таких как клеи, герметики, отливки и вода, глазури, напольные покрытия и краски.

Эпоксидные смолы

Модель вверху слева представляет собой изображение 3D-модели эпоксида, отверждаемого амином,
, которое вы можете просмотреть, щелкнув здесь, или вы можете просто щелкнуть само изображение.
Модель справа — продукт реакции BPA с эпихлоргидрином. Это «диэпоксид», что означает, что он имеет две функциональные группы, которые могут реагировать с образованием полимеров. В любом случае закройте новое окно, которое откроется, когда будете готовы вернуться сюда.


Рождение ребенка не делает мужчину папой.Это только делает его отцом. Чтобы быть отцом, отец должен обладать некоторыми атрибутами отцовства. Кресло — первое в списке. Там же стоит большой стакан с надписью «Самый великий папа в мире». А еще есть некий разнорабочий Принадлежности, без которых не может быть ни один настоящий папа: изолента, дрель и, конечно же, тюбик двухкомпонентного эпоксидного клея. Эта страница посвящена той части папиного арсенала. Двухкомпонентная эпоксидная смола действительно хороша для впечатления детей, потому что она, очевидно, состоит из двух компонентов, которые необходимо смешать перед использованием.Дети будут смотреть на вас и думать: «Это должно быть что-то действительно мощное, если вам нужно смешать это вместе!» и с тех пор они будут думать, что папа настоящий профессионал по ремонту.

Но когда вы станете старше, станете более скептичным и менее впечатляющим, вы можете начать задавать вопросы. Что это за две части? И почему они не собрались уже смешанными? Это был бы разумный способ сделать это, не так ли? Сначала отвечу на первый вопрос. Первая часть двухкомпонентной эпоксидной смолы представляет собой низкомолекулярный полимер с эпоксидными группами на каждом конце.Это то, что показано на модели вверху страницы. Вы видите эпоксидные группы на его концах? Его структура выглядит так:

В этих форполимерах n может быть высоким, равным 25, но диэпоксид в двухкомпонентном эпоксидном адгезиве Папы, скорее всего, представляет собой небольшую молекулу с двумя эпоксидными группами, как у одного из маленьких человечков ниже. Чтобы увидеть первый мономер ниже более подробно, вместе с двумя исходными материалами раньше делал это, нажмите здесь.

Если двухкомпонентный эпоксидный клей папы представляет собой две трубки с жидкостью, то диэпоксид, вероятно, является одной из небольших молекул.Форполимеры большего размера являются твердыми при комнатной температуре. Если значение n достигает 25, диэпоксид представляет собой твердый пластик при комнатной температуре. Такие антиоксиданты должны быть нагреваются и расплавляются, прежде чем их можно будет смешать с другой частью двухкомпонентной эпоксидной смеси.

Помните ту другую часть? Вторая часть — это диамин, который выглядит так:

Когда вы смешиваете две части вместе, диэпоксид и диамин, получается что-то забавное. Они реагируют и соединяются таким образом, что связывают все молекулы диэпокси и диамина вместе, например:

Щелкните здесь, если хотите увидеть, как работает эта реакция.

В результате получается не линейный полимер. Вместо этого это сшитая сеть, которая выглядит примерно так:

Видите ли, все диамины и все молекулы эпоксидной смолы превратились в одну большую молекулу. Когда это происходит, в результате получается твердое вещество, которое может быть очень прочным, но не поддается обработке. Ему нельзя придать форму или даже расплавить. Подумай об этом. Вот почему две части еще не смешаны. Если бы они это сделали, это был бы цельный кусок, который не использовался бы в качестве клея.

Это все еще оставляет без ответа вопрос. Как вообще получить этот низкомолекулярный полимер с концевыми эпоксидными группами? Мы делаем это путем реакции бисфенола А с эпихлоргидрином с добавлением некоторого количества NaOH в качестве катализатора. Если вы хотите узнать, как это работает, и как мы можем контролировать размер этого преполимера, щелкните здесь.

Эпоксидные смолы являются отличными клеями и являются одними из немногих клеев, которые можно использовать для обработки металлов. Но они также используются для таких вещей, как защитные покрытия, и в качестве материалов в таких вещах, как электронные платы, и для заделки дыр в бетонном покрытии.Какие? Ты хочешь больше? Эпоксидные смолы также используются для изготовления композитов. Один из способов изготовления композитов с использованием эпоксидных смол — это отличный процесс под названием SCRIMP.

Вот еще несколько полимеров, которые используются в качестве термореактивных материалов:

Сравните физические свойства эпоксидной смолы — WEST SYSTEM Epoxy

Мы сравниваем физические свойства эпоксидной смолы WEST SYSTEM, используя научные тесты ASTM. При лабораторных сравнениях физических свойств эпоксидных смол образцы для испытаний отверждают при комнатной температуре в течение двух недель, если не указано иное.В таблице ниже перечислены типичные значения физических свойств. Их не следует рассматривать как спецификации. Для испытаний использовались чистые образцы эпоксидной смолы (т.е. , не содержащие наполнителей или армирующих волокон).

Сравнить физические свойства эпоксидной смолы

ЭПОКСИД
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

105 Эпоксидная смола / 205 Быстрый отвердитель

105 Эпоксидная смола / 206 Медленный отвердитель

105 Эпоксидная смола / Специальный прозрачный отвердитель 207

105 Эпоксидная смола / 209 Сверхмедленный отвердитель

Сгущенный эпоксидный клей Six10

650-32 G / flex Закаленная эпоксидная смола

Пропорции смеси по весу * См. Технический паспорт См. Технический паспорт См. Технический паспорт См. Технический паспорт См. Технический паспорт См. Технический паспорт
Вязкость смеси при 72 ° F (сПс) 975 725 760 650 гель 15 000
Жизнеспособность 100 г при 72 ° F (мин.) 12 21,5 22 62 42 45
Удельный вес отвержденной смолы 1,18 1,18 1,15 1,16 1,18 1,11
Твердость через 2 недели (по Шору D) 83 83 84,4 82 80,6 75
Предел текучести при сжатии через 2 недели (PSI) 11 418 90 512 11 500 11 043 90 512 11 960 9 693 90 512 5,268
Предел прочности (PSI) 7 846 90 512 7,320 6,748 7280 6,438 3,440
Удлинение при растяжении (%) 3.4 4,5 3,8 3,6 7,9 32,7
Модуль упругости при растяжении (PSI) 4.08E + 05 4.60E + 05 4.40E + 05 3.98E + 05 3.71E + 05 1.44E + 05
Прочность на изгиб (PSI) 14,112 11 810 11,324 12 459 90 512 11320 5,192
Модуль упругости при изгибе (PSI) 4.61E + 05 4.50E + 05 4.12E + 05 3.97E + 05 3.51E + 05 1.56E + 05
Температура теплового отклонения (° F) 118 123 117 117 127 127
Начало Tg по ДСК (° F) 129 126 116 122 127 138
Окончательная Tg по DSC (° F) 142 139 116 130 133 154

* Фактический расход откалиброванных насосов WEST SYSTEM® 300 Mini.

Характеристики эпоксидных смол WEST SYSTEM

WEST SYSTEM Эпоксидная смола и отвердители являются основными компонентами двухкомпонентной эпоксидной смолы морского класса, изначально разработанной специально для использования в судостроении. Наша эпоксидная смола и добавки созданы для обеспечения максимальных физических свойств и, в то же время, для максимального удобства использования. Продукты WEST SYSTEM предназначены для смешивания на месте в определенных рецептурах, необходимых для различных работ. Строитель и специалисты по ремонту могут выбирать из ряда отвердителей и добавок, чтобы адаптировать рабочие характеристики эпоксидной смеси и физические свойства затвердевшей эпоксидной смолы в соответствии с условиями работы и требованиями их конкретного покрытия или работы по склеиванию.

Эпоксидные смолы WEST SYSTEM при отверждении превращаются в твердый твердый пластик с превосходными механическими свойствами. Когда к смеси смолы и отвердителя добавляются небольшие количества наполнителя, эпоксидная смола на основе смолы WEST SYSTEM 105 становится очень прочным клеем, заполняющим зазоры. Стыки, склеенные этими эпоксидными смесями, часто прочнее, чем волокна, которые их окружают. Другие комбинации эпоксидной смолы WEST SYSTEM и наполнителей дают смеси, которые можно использовать для обтекания и филетирования. Эпоксидная смола WEST SYSTEM — отличная среда для передачи нагрузок от древесного волокна к металлам.Он будет служить эффективным интерфейсом для распределения высокой нагрузки на большей площади поверхности, чем это было бы возможно в противном случае. Эпоксидные материалы WEST SYSTEM склеивают стекловолокно, арамид (Кевлар ™), графит и другие синтетические волокна в конструкционных и армирующих приложениях.

Успех любого эпоксидного композита частично зависит от способности эпоксидной смолы защищать основу от влаги. Хотя никакая эпоксидная смола не образует абсолютного барьера для паров влаги, всего два слоя эпоксидной смолы WEST SYSTEM будут препятствовать прохождению паров влаги до такой степени, что содержание влаги в инкапсулированной эпоксидной смолой подложке остается стабильным.Эпоксидная смола контролирует колебания содержания влаги, улучшая механические свойства и стабильность размеров. При использовании для инкапсуляции древесины эпоксидная смола ограничивает как влагу, так и кислород, делая невозможным выживание грибков сухой гнили.

A WEST SYSTEM Эпоксидный влагобарьер также создает прочную основу для лакокрасочных покрытий. Деревянные поверхности, защищенные эпоксидным покрытием WEST SYSTEM, не могут пропитаться водой. Краска лучше прилипает, с меньшим растрескиванием и подъемом, чем на подложках без эпоксидного покрытия.

Эпоксидная смола склеивается при комнатной температуре с небольшим давлением зажима, поэтому требуется несколько специализированных инструментов и форм. В результате можно значительно сократить накладные расходы на проект, а изготовление деталей с помощью эпоксидной смолы становится более гибким.

Наши знания об эпоксидных композитах растут с каждым днем ​​испытаний. Текущие данные о продуктах опубликованы в наших практических руководствах, журнале Epoxyworks и на нашем веб-сайте. Наш технический персонал всегда готов ответить на любые ваши вопросы.

ИСТОРИЯ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ | Эпоксидный блог

В настоящее время эпоксидная смола — популярная смола, используемая во всем мире.

Его клеящая способность легко превосходит другие распространенные клеи, представленные на рынке.

Для тех из вас, кто не знаком с этой смолой, я кратко опишу некоторые ее ключевые особенности.

Вот как на самом деле выглядит строительная смола, такая как эпоксидная смола, при использовании микроскопа SEM.

Источник: Nanotechworld.org

Химическая формула приведена ниже:

Слово «эпоксидная смола» восходит к двум греческим приставкам «эпи» и «окси».

Epi означает «при», а приставка окси означает острый или кислый.

Google определяет эпоксидную смолу как:

эпоксидный

pɒksi, ɛˈpɒksi / существительное

существительное: эпоксидная смола

клей, пластик или другой материал, изготовленный из класса синтетических термореактивных полимеров, содержащих эпоксидные группы.

Различные химические реакции эпоксида, смолы и полиамина, отвердитель может давать эпоксидную смолу.

Широкий спектр применения этого прочного клея включает столярные работы, напольные покрытия, электронные доски и так далее.

Есть несколько применений в покрытии гаража своими руками.

Его адгезионная способность была проверена и засвидетельствована миллионами людей на протяжении более 100 лет существования.

И да, прошло уже более 100 лет!

Итак, без лишних слов, давайте погрузимся в глубину истории.

ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ В РОССИИ — С 1890-Х ПО 1930-Е ГОДЫ

Эпоксидные смолы появились в начале 1890-х годов, но популяризовались только в середине 1950-х годов.

Русский химик Прилещаев первым заметил, что олефины реагируют с пероксибензойной кислотой.

В результате этой реакции образуются эпоксиды, которые используются для образования эпоксидной смолы вместе с полиамином.

В середине 1930-х годов немец по имени П. Шалак получил патент, в котором он получил полиамин с высокой молекулярной массой.

Shalack добился этого за счет использования эпоксидных соединений, которые содержали эпоксидную группу больше единицы.

ПЕРВЫЕ ЗАПАТЕНТОВАННЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА — 1930-1950-Е ГОДЫ

Однако первая эпоксидная смола в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, была синтезирована в 1936 году.

Д-р Пьер Кастан из Швейцарии и д-р С.О. Гринли из США признал химический состав эпоксидной смолы, которую люди используют сегодня.

Они подавали заявки на получение различных патентов в конце 1930-х годов. [DE 943195 C]

Оба они также разделили кредит на разработку диглицидилового эфира бисфенола А.

Доктор Пьер Кастан разрешил лицензировать свою работу компании Ciba в Швейцарии.

Таким образом, Ciba стала первой компанией, начавшей коммерциализацию производства эпоксидной смолы в 1946 году.

Д-р С.О. Гринли, с другой стороны, заключил соглашение с американской фирмой Devoe-Reynolds.

Затем эта фирма была продана компании Shell Chemicals, которая изменила свое название на Momentive Specialty Chemicals.

КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ — 1950– 1970-Е ГОДЫ

Aerospace была первой коммерческой областью, в которую смогли проникнуть эпоксидные смолы в начале 1950 года.

Однако было обнаружено, что он чрезвычайно полезен и в других нишах.

Эпоксидной смоле потребовалось более двух десятилетий, чтобы получить необходимое воздействие.

Очевидно, многие сначала сомневались в продукте, что привело к большинству его коммерческих неудач.

Недостаток знаний тоже смог сделать то же самое.

Современная эпоксидная смола имеет собственную рецептуру, но была основана на работах Прилещаева.

Благодаря исследованиям доктора Пьера Кастана и доктора С.О. Гринли, эпоксидная смола получила дальнейшее развитие и стала тем, чем она является сейчас.

Компании также внесли свой вклад в коммерциализацию эпоксидной смолы.

Хотя может быть трудно объяснить, что такое эпоксидная смола в те времена, они все еще упорно трудились и успешно представили новый продукт, который произвел революцию на рынке.

Использование эпоксидной смолы все еще очень популярно сегодня и будет использоваться в ближайшие годы.

У каждого человека своя роль в эпоксидной смоле и своя история.

Научные умы и предприниматели объединились, чтобы сделать эпоксидную смолу одним из лучших клеев на сегодняшний день.

ПОСЛЕДНИЕ ИННОВАЦИИ — 1970-Х ГОДЫ ДО НАСТОЯЩЕГО ВРЕМЕНИ

Эпоксидная смола прошла долгий путь.

Однако в этой области есть прорывы, благодаря которым эпоксидные смолы совместимы с другими решениями.

Три основных нововведения, которые привели к развитию мирового рынка эпоксидных смол в последние годы, включают следующие:

— СОСТАВ ЛАМИНА ДЛЯ ЛАМИНАТОВ

Nan ​​Ya Plastics владеет патентом на лак на основе эпоксидной смолы для ламината.

Эта композиция имеет высокую температуру стеклования из-за увеличения плотности сшивки смолы.

Это неизбежно приведет к повышению механической прочности и термостойкости.

Это нововведение является особенно революционным, поскольку оно обеспечивает низкое водопоглощение и отличную термостойкость для электрических ламинатов; даже требования по огнестойкости выполняются с низкими затратами.

— КОМПОЗИЦИЯ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ РАСТВОРИМЫЕ ТВЕРДЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Эта композиция эпоксидной смолы, которая выводит процесс отверждения на новый уровень, улучшает термические, механические и химические свойства.

Следовательно, он очень полезен при производстве композитных деталей поставщиками.

Air Products and Chemicals Inc. владеет патентом на этот состав.

— ПРИГОТОВЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОЙ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ

Принадлежащий Dow Global Technologies процесс не содержит растворителей и включает приготовление стабильных водных дисперсий эпоксидной смолы с использованием поливинилового спирта в качестве первичного диспергатора.

Такие свойства, как низкое содержание летучих органических соединений и низкая вязкость, которые очень востребованы в индустрии покрытий, также присущи этой композиции эпоксидной смолы.

Глобальные расходы по категориям по регионам, 2016 г. (7,7 млрд долларов США)

Доля регионов

Азиатско-Тихоокеанский регион 60%

EMEA 23%

Северная Америка 13%

Латинская Америка 4%

Источник: Technavio

По мнению аналитиков Technavio, именно рынок ветроэнергетики способствовал расширению мирового рынка эпоксидных смол в 2015 году.

Поскольку эпоксидные смолы по своей природе стабильны, легки и гибки, они используются в производстве лопастей ветряных турбин.

Аналогичным образом, благодаря этим свойствам, химическое вещество находит применение в судостроении и в промышленности по техническому обслуживанию.

Одним из основных препятствий, с которыми сталкиваются поставщики эпоксидных смол, является соблюдение правил.

Некоторые из основных нормативных рамок для этой отрасли включают Стандарт информирования об опасностях OSHA, REACH и стандарты выбросов ЛОС, а также несколько правил транспортировки.

ЛЕТО

Эпоксидная смола была разработана в течение прошлого века.Но доказано, что он по-прежнему может оставаться в числе лучших смол для коммерческих целей.

Эпоксидные смолы в современном виде, разработанные доктором Кастаном.

Затем они были коммерциализированы в течение следующих 20 лет.

Я определенно многое упускаю, поскольку пытаюсь сжать 100 лет в 1000 слов!

Так что, пожалуйста, укажите, чего, по вашему мнению, не хватает здесь, в разделе комментариев ниже.

Большое спасибо за внимание, желаю всего хорошего.

DGR Industrial Products, Inc. :: Структурные клеи :: Эпоксидные клеи :: Базовый химический состав эпоксидного клея

Эпоксидное определение:

Эпоксидная смола определяется как молекула, содержащая более одной эпоксидной группы, также называемой оксирановой или этоксилинной группой. Эпоксидные смолы — это термореактивные полимеры. Они обычно используются в качестве клея, покрытий, а также для заливки или герметизации узлов или компонентов. Эпоксидные смолы известны своей исключительной адгезией к различным материалам, низкой степенью усадки, высокой устойчивостью к влаге и устойчивостью к термическим и механическим ударным нагрузкам.

Как работают эпоксидные смолы:

Хорошо известная адгезия эпоксидной смолы обусловлена ​​прочными полярными связями, которые она образует с поверхностями, с которыми соприкасается. Эпоксидные смолы должны быть сшиты для достижения требуемых характеристик покрытия. Этот процесс сшивания достигается путем химической реакции смолы с подходящим отвердителем или отвердителем. Реактивными группами молекул в составах эпоксидной смолы являются концевые эпоксидные группы и гидроксильные группы.

Клеи и покрытия:

Ключевые параметры, определяющие рабочие характеристики эпоксида, включают вязкость, эквивалентную массу эпоксида и молекулярную массу. Эпоксидные клеи по своей сути имеют тот же химический состав, что и эпоксидные покрытия. Разница возникает при выборе различных добавок, загустителей, наполнителей и упрочнителей, которые делают систему смола / отвердитель более подходящей для требований к клею.

Клеи обычно требуют заполнения зазоров и способности оставаться там, где они были нанесены, во время отверждения.Их также обычно модифицируют для обеспечения максимальной прочности на сдвиг и растяжение, а не для обеспечения гибкости или низкой вязкости для проникновения в субстрат или насыщения ткани.


Смола (Часть A) Химический состав:

Эпоксидные смолы образуются в результате реакции двух отдельных химических соединений. Эти составы определяют, какое из двух семейств эпоксидных химикатов должно быть произведено; глицидиловая эпоксидная смола или неглицидиловая эпоксидная смола.

Семейство глицидилов:

В семействе глицидилэпоксидов есть глицидиловые эфиры, глицидиловые эфиры и глицидиламины.Все глицидилэпоксиды получают посредством аналогичной реакции конденсации между эпихлоргидрином и либо дигидроксисоединением, либо двухосновной кислотой, либо диамином.

Мы начнем с диглицидилового эфира как первого члена семейства глицидилов, поскольку он является наиболее распространенным. Первый член реагентов — это химическое вещество, называемое бисфенолом-A (иногда называемым в промышленности бисфенолом-A), или это может быть бисфенол-F (также известный как новолак). Вторая часть реакции смолы — это химическое вещество, называемое эпихлоргидрином.

Бисфенол-A:

Вероятно, 98% всех эпоксидных смол являются эпоксидными смолами Bis-A. Бис-А представляет собой химический продукт соединения одного ацетонового звена с двумя фенольными группами. Фенол — это химическое вещество, созданное руками человека, хотя в естественных условиях он также содержится в отходах животного происхождения и при разложении органических материалов. Первоначально она производилась из каменноугольной смолы и называлась карболовой кислотой. Структурно он содержит бензольное кольцо с присоединенной гидроксильной группой (углеродное кольцо с присоединенным ОН). Ацетон — это органический кетон (.то есть он содержит карбонильную группу C = O, присоединенную к двум органическим метильным группам), в основном используемый в качестве растворителя или промежуточного химического соединения.

Эпихлоргидрин:
Производство эпихлоргидрина, также называемого оксидом хлорпропилена, в основном ориентировано на производство эпоксидных смол. Эта летучая бесцветная жидкость с запахом хлороформа является ключевым промежуточным продуктом для всего производства эпоксидных смол.

Реакция бисфенола-А / эпихлоргидрина Обычная коммерческая эпоксидная смола:

Когда бис-А комбинируется с эпихлоргидрином в присутствии катализатора, создается новое соединение.Эта реакция удаляет непрореагировавший фенол и ацетон и присоединяет две глицидильные группы (произносится глицидил-тусклый) к концам бис-A, создавая диглицидиловый эфир бисфенола A (называемый DGEBA), который является стандартной эпоксидной смолой. Глицидильная группа на обоих концах Bis-A также называется оксирановой или эпоксидной группой.

Свойства любой данной смолы DGEBA зависят от значения n, которое представляет собой количество повторяющихся звеньев, обычно известное как степень полимеризации. Число повторяющихся звеньев зависит от стехиометрии (отношения Bis-A к эпихлоргидрину) реакции синтеза.Значение n определяет молекулярную массу соединения и может находиться в диапазоне от 0 до 25 в наиболее распространенных коммерческих продуктах.

Бисфенол-F (новолак):

Бис-F или новолачные эпоксидные смолы представляют собой диглицидиловые эфиры фенольных новолачных смол (DGEBF). Фенолы реагируют в избытке с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора с образованием фенольной новолачной смолы. Новолачные эпоксидные смолы синтезируются путем взаимодействия фенольной новолачной смолы с эпихлоргидрином в присутствии гидроксида натрия в качестве катализатора.

Новолачные эпоксидные смолы обычно содержат несколько эпоксидных групп. Число эпоксидных групп на молекулу зависит от числа фенольных гидроксильных групп в исходной фенольной новолачной смоле, степени их взаимодействия и степени полимеризации низкомолекулярных соединений во время синтеза. Множественные эпоксидные группы позволяют этим смолам достигать высокой плотности сшивки, что обеспечивает превосходную термостойкость, химическую стойкость и стойкость к растворителям.

Новолачные эпоксидные смолы широко используются для создания формовочных смесей для корпусов микроэлектроники благодаря их превосходным характеристикам при повышенных температурах, превосходным механическим свойствам, превосходным электрическим свойствам, а также термостойкости и влагостойкости.

Новолачные эпоксидные смолы дороже обычных эпоксидных смол, но имеют более высокие температуры теплового искажения.

В то время как эпоксидная смола Bis-A начнет размягчаться в диапазоне 120-160F, эпоксидные смолы Novolac могут улучшить это значение примерно на 25F. Все эпоксидные смолы снова затвердеют, когда повышенные температуры упадут ниже их температуры перехода. Но эпоксидные смолы Bis-F / Novolac уникальны тем, что они будут продолжать отверждаться при воздействии температур около 150F в течение нескольких часов. После этого отверждения они могут выдерживать температуру до 300 ° F в сухой среде.

Что касается химической стойкости, эпоксидная смола Bis-A хорошего качества может противостоять 70% -ной серной кислоте, а эпоксидная смола Bis-F Novolac может легко выдерживать 98% -ную серную кислоту.

Отвердитель (часть B) Химический состав:

Добавление отвердителя к смоле части A инициирует химическую реакцию, в которой эпоксидные группы в эпоксидной смоле реагируют с отвердителем (отвердителем) с образованием сильно сшитого материала. , трехмерная сеть. Эпоксидные смолы быстро и легко отверждаются практически при любой температуре от 5 до 150oC в зависимости от выбора отвердителя.

Выбор отвердителя играет главную роль в определении многих свойств окончательно отвержденной эпоксидной смолы. Эти свойства включают жизнеспособность, время высыхания, проницаемость и смачиваемость.

Доступен широкий выбор отвердителей для эпоксидных смол в зависимости от процесса и требуемых свойств. Обычно используемые отвердители для эпоксидных смол включают амины, полиамиды, фенольные смолы, ангидриды, изоцианаты и полимеркаптаны. Кинетика отверждения и температура стеклования отвержденной системы зависят от молекулярной структуры отвердителя.Соотношение смеси эпоксидной смолы и отвердителя также влияет на свойства затвердевшего материала. Различные типы и количества отвердителя контролируют плотность сшивки и, таким образом, меняют отвержденную структуру.

Отвердители на основе аминов:

Амины являются наиболее часто используемыми отвердителями. Первичные амины — это органические материалы, содержащие атом азота, связанный с двумя атомами водорода. Третичные амины обычно используются в качестве катализаторов, обычно известных как ускорители реакций отверждения.Использование чрезмерного количества катализатора приводит к более быстрому отверждению, но обычно за счет срока службы и термической стабильности.

В эпоксидных составах активный водород амина реагирует с эпоксидной группой смолы. Структура аминсодержащего органического соединения, количество и тип аминогрупп в соединении — вот что определяет скорость сшивания и свойства покрытия.

Амины в основном представляют собой аммиак с одним или несколькими атомами водорода, замещенными органическими группами, и включают:

  • Ароматические амины
  • Алифатические амины
  • Циклоалифатические амины
  • Аддукт алифатического амина
  • На основе амидоамина


Амино-отвердители. считается более прочным и химически стойким, чем отвердители на основе амида, но большинство из них имеют тенденцию краснеть во влажных условиях.Покраснение относится к образованию воскообразного поверхностного слоя на активно отверждающейся эпоксидной смоле в результате реакции между аминовым отвердителем и влагой в воздухе.

Ароматические аминовые отвердители

В ароматических аминах аминогруппа разделена жесткими бензольными кольцами, а не гибкими цепочками молекул, как в алифатических аминах. Покрытия, полученные с их помощью, обладают хорошими физическими свойствами, такими как ударопрочность, а также высокой стойкостью к нагреванию и химическим веществам.Но, будучи ароматными по своей природе, они производят темные покрытия. Они используются для производства покрытий, стойких к химическим веществам и растворителям. И особенно когда они созданы с новолачными / фенольными эпоксидными смолами, они производят покрытия, устойчивые к высоким температурам. Ароматические амины обычно модифицируют для использования в качестве отвердителей, которые, снижая их термостойкость, сохраняют их химическую стойкость. Они обладают хорошей водостойкостью и поэтому хорошо работают во влажных условиях и при низких температурах.

Алифатические аминовые отвердители

Алифатические амины, такие как DETA (диэтилентриамин), TETA (триэтилентетрамин), TEPA (тетраэтиленпентамин) и EDA, содержат короткие линейные химические цепи между аминогруппами. Покрытия, полученные с их помощью, как правило, имеют сильно сшитые слои с хорошей устойчивостью к нагреванию и химическим веществам, включая растворители. Однако они довольно хрупкие и обладают плохой гибкостью и ударопрочностью. Из-за реакции с влагой они не подходят для использования во влажных условиях.

Эпоксидные аддукты:

Вот хорошее время, чтобы представить концепцию аддуктов эпоксидных смол. Эпоксидные смолы аддуктов представляют собой двухкомпонентные эпоксидные смолы, но на самом деле отвердитель содержит немного эпоксидной смолы. Фактически, смесь начала затвердевать еще до того, как две части были смешаны. Они работают так же, как и другие эпоксидные смолы, но имеют улучшенные общие физические свойства. К ним относятся, помимо прочего, лучшая стабильность цвета и отверждение при немного более низких температурах. Время отверждения может быть намного быстрее, чем с обычными эпоксидными смолами.

Аддукт полиаминовые отвердители

Таким образом, обычная модификация алифатических аминов заключается в образовании полиаминового аддукта путем предварительного взаимодействия отвердителя с небольшим количеством эпоксидной смолы. Это дает высокомолекулярные полиамины, которые дают покрытия с низким давлением пара, с более практичными соотношениями смешивания и меньшим образованием аминового поседения, чем простые алифатические амины. Аддукция мало влияет на другие свойства. Аддукты полиаминов могут быть получены из алифатических или ароматических полиаминов.

Амидные и полиамидные отвердители:

Амид — это в основном аммиак с атомом водорода, замененным на углерод / кислород и органическую группу.

Амиды обладают устойчивостью к поверхности и менее подвержены воздействию влаги. Амидный отвердитель имеет молекулярную структуру, которая обычно состоит из четырех водородных ветвей. Эти атомы водорода реагируют с оксирановым звеном (эпоксидной группой) на концах эпоксидной смолы. Результатом является новая углерод-водородная связь, на этот раз с использованием водорода от отвердителя и высвобождением водорода эпоксидной группы для соединения с кислородом группы с образованием подвески ОН (гидроксила).Эта гидроксильная группа способствует выдающейся адгезии эпоксидной смолы к большинству субстратов. Ароматическое кольцо, к которому присоединяются гидроксилы, помогает обеспечить желаемые термические и коррозионные свойства. Поскольку отвердитель содержит по крайней мере четыре атома водорода, они могут реагировать с четырьмя группами эпоксидной смолы, в результате чего образуются гигантские сшитые структуры.

Полиамиды образуются в результате реакции алифатических полиаминов и димерных кислот жирных кислот таллового масла, соевого или касторового масла.Как и в случае с аминами, аддукция полиамидов является обычной практикой и позволяет получать покрытия с хорошим низкотемпературным отверждением и уменьшенной тенденцией к помедлению амина. Хороший цвет и хорошая химическая стойкость могут быть достигнуты с использованием этих аддуктов полиамидов. Обычно они производят покрытия с отличной адгезией, водостойкостью и гибкостью. Немодифицированные полиамиды образуют слои покрытия, которые намного более открыты с точки зрения их химической структуры из-за больших расстояний между аминогруппами в химической цепи.Следовательно, они более гибкие. Обратной стороной этой открытой структуры отвердителя являются покрытия с низкой устойчивостью к химическим веществам, растворителям и кислотам. Однако их устойчивость к воде и коррозии повышается из-за их свойств смачивания поверхности и адгезии.

Амидоамидные отвердители:

Когда алифатический полиамин реагирует с монофункциональной жирной кислотой, а не с димерной кислотой, образуется амидоамид. Эти отвердители менее летучие и обладают меньшим потенциалом раздражения, чем полиамины, и имеют свойства, аналогичные полиамидам, но уступающие им.Например, полиамиды обладают лучшей водостойкостью и обеспечивают лучшую адгезию, чем амидоамиды.

Циклоалифатические отвердители:

Эти отвердители обычно обеспечивают лучшую водостойкость / влагостойкость, лучшую атмосферостойкость, низкий уровень покраснения и водяных пятен, а также лучшую химическую стойкость.

Циклоалифатическая структура относится к шестичленному углеродному кольцу в основной цепи отвердителя вместо более обычных углерод-углеродных межаминовых связей.

Циклоалифатические отвердители имеют аминогруппы, связанные с кольцами. Они являются аддуктами, поскольку оба используют диглицидиловый эфир бисфенола-A для предварительной реакции. Кроме того, они содержат бензиловый спирт, который является летучим пластификатором, который действует как молекулярная смазка, способствуя отверждению.


Хотя циклоалифатическое кольцо несколько более устойчиво к УФ-разрушению по сравнению с более распространенными углерод-углеродными связями в отвердителях на основе аминов, присутствие ароматической кольцевой структуры диглицидилового эфира бисфенола-A сохраняется, что довольно хорошо разрушается. легко при воздействии ультрафиолета.

Модифицированные циклоалифатические аминовые отвердители:

Модифицированные циклоалифатические амины от IPDA, вероятно, являются наиболее часто используемыми отвердителями для эпоксидных смол сегодня. Из-за их низкой вязкости они могут использоваться в покрытиях с низким содержанием летучих органических соединений (VOC). Они производят покрытия с высокой скоростью отверждения, коротким сроком службы, а также подходят для отверждения при низких температурах. Они обладают очень хорошей стойкостью к химическим веществам, растворителям и воде, что делает их пригодными, например, для использования в переносных резервуарах для воды.

Другое:

В дополнение к указанным выше типам отвердителей существует множество других отвердителей на основе полиаминов, а также отвердители, не содержащие аминов. Наконец, ароматические или алифатические изоцианаты также могут использоваться в качестве отвердителей для эпоксидных смол. Изоцианаты реагируют через гидроксильные группы эпоксидной смолы и обеспечивают очень хорошее низкотемпературное отверждение, хорошую гибкость, хорошую стойкость к ударам и истиранию, а также хорошую адгезию.

Наполнители и химия добавок

Упрочнение резины эпоксидных смол:

Полезность эпоксидных смол во многих инженерных приложениях часто ограничивается их хрупкой природой и плохой теплопроводностью. Термин ударная вязкость — это мера сопротивления материала разрушению — общее количество энергии, необходимое для разрушения.

Существует несколько подходов к повышению ударной вязкости эпоксидных смол, которые включают: (i) химическую модификацию основной цепи эпоксидной смолы для придания ей более гибкой структуры, (ii) увеличение молекулярной массы эпоксидной смолы, (iii) снижение поперечной -плотность связей матрицы, (iv) включение дисперсной фазы, повышающей жесткость, в отвержденную полимерную матрицу и (v) включение неорганических наполнителей в смолу.

Среди этих подходов было показано, что закалка с помощью фазы диспергированного упрочнителя (пластификатора) является наиболее эффективной. Пластификаторы могут быть из реактивной или инертной резины.

Агенты, повышающие ударную вязкость:

Для повышения ударной вязкости эпоксидной смолы используются различные типы термопластичных полимеров, а также реактивные каучуки. Термопластические полимеры, такие как полиэфиримид, полисульфон, полиэфирсульфон и поликарбонат, были изучены для модификации эпоксидных смол.Эти исследования показывают значительное улучшение ударной вязкости эпоксидных смол.

Реактивные каучуки, используемые для повышения ударной вязкости эпоксидных смол, включают жидкие сополимеры акрилонитрила и бутадиена с различными концевыми группами, полисилоксаны, полиэпихлоргидрин и полиуретаны.

Хотя жидкие сополимеры акрилонитрил-бутадиен с карбоксильными (CTBN) и аминными (ATBN) концевыми группами широко используются для повышения ударной вязкости эпоксидных смол, относительно высокая температура стеклования сополимера ограничивает их низкотемпературные применения.Кроме того, эти сополимеры также увеличивают значение КТР (коэффициент теплового расширения) формовочной массы. Также наличие ненасыщенной структуры бутадиена в системе склонно к термической нестабильности и, следовательно, не подходит для длительного использования при более высоких температурах.

Полисилоксаны (силиконы) обладают превосходной термической стабильностью, влагостойкостью, хорошими электрическими свойствами, низкими напряжениями и более низкими значениями Tg.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *