Полиэфирная смола: определение, состав, характеристики
Развитие химической промышленности является следствием индустриального прогресса, развитие которого приходится еще на начало 20 века. Этот период знаменит не только вытеснением мануфактуры фабричным производством и повышением значимости машинного труда. Постепенно закладывались основы для создания качественных синтетических материалов. К середине столетия перед человечеством открылись технологии производства полиэфирных смол. Если изначально область их применения была весьма ограничена, то в настоящее время они составляют костяк в промышленности и строительстве.
Полиэфирные смолы можно назвать продуктом нефтехимической переработки. Их получают при смешивании и поликонденсации многоатомных спиртов, кислот и ангидридов.
В результате сложного химического процесса получается материал с уникальными свойствами. Он необычайно востребован, благодаря своей относительно низкой стоимости. Изначально лидером по производству полиэфирных смол являлись США. К началу 60-х годов в Америке было налажено производство экологически чистых аналогов на основе растительных масел, однако рост нефтедобычи существенно повлиял на вектор развития нефтехимической промышленности.
Состав
Полиэфирные смолы имеют сложный состав. Все компоненты можно разбить на отдельные группы, которые выполняют вполне определенную функцию.
- Полиэфир или полиэфирный олигомер содержится в количестве 65-70%. Это основное вещество, подвергающееся полимеризации.
- Растворитель. Его объем составляет до 30%. Вещества, являющиеся растворителями, способны снижать вязкость материала, вступая в реакцию сополимеризации основного компонента.
- Инициатор – вещество, которое способствует началу реакции. Доля его содержания составляет 1,8%.
- Ускоритель играет роль катализатора. С его помощью существенно увеличивается скорость реакции. В смоле содержится около 1,5% ускорителя.
- Ингибитор. Добавляется в основной состав для хранения. Именно он не дает смоле самостоятельно подвергаться полимеризации.
Как было указано выше, основной компонент полиэфир состоит из спиртов, кислот и ангидридов. Обычно в качестве спиртов выступает этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль или глицерин. Остальными компонентами выступают фумаровая кислота, малеиновый ангидрид, адипиновая кислота и фталевый ангидрид.
После смешивания компонентов до наступления реакции отверждения полиэфир обладает относительно небольшой молекулярной массой. В процессе полимеризации молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру, а их масса стремительно растет. Образование связанной структуры повышает прочность и плотность конечного материала.
Все растворители являются мономерами, они доводят консистенцию смолы до требуемой нормы, снижая ее вязкость. Без этого вещества подготовить смолу невозможно, так как изначально она слишком густая. К тому же растворитель участвует в процессе полимеризации, увеличивая скорость и глубину отверждения. Без растворителя смола «застывает», но очень медленно.
В подавляющем большинстве случаев на производстве полиэфирных смол используют стирол в качестве растворителя. Он имеет высокую эффективность наряду с низкой стоимостью, однако требует осторожного обращения. Стирол токсичен и горюч, что создает потенциальную опасность отравления или взрыва.
Инициатор нужен компонентам смолы, чтобы началась реакция отверждения. Перекись и гидроперекись, являясь инициаторами, взаимодействуют с ускорителем. В результате реакции они образуют свободные радикалы, которые, в свою очередь, превращают молекулы полиэфира также в свободные радикалы, в чем и заключается процесс полимеризации. Он сопровождается повышением температуры материала. После добавления инициатора в состав смолы необходимо произвести заливку в течение суток.
Ускоритель может добавляться в полиэфир еще на стадии изготовления, ведь реакция начнется только после его соединения с инициатором. Наиболее популярным веществом-ускорителем является соль кобальта (нафтенат кобальта или октоат кобальта). Они выпускаются не только в составе полиэфира, но и отдельно, их марки содержат литеры «НК» или «ОК».
Ингибиторы замедляют реакцию полимеризации. Дело в том, что многие смолы даже без ускорителей и инициаторов способны образовывать свободные радикалы. Такие вещества, как фенол, трикрезол, некоторые кислоты и хиноны могут быть добавлены в полиэфиры в небольшом количестве. Обычно их доля не превышает 0,05%.
Изготовление
В процессе перегонки нефти образуются такие продукты, как бензол, этилен и пропилен. На их основе производятся ангидриды, многоосновные кислоты и гликоли. При соединении всех компонентов образуется базовый состав полиэфира. Его еще называют базовой смолой. Для получения готовой полиэфирной смолы базовый состав смешивают с растворителем.
В принципе, уже после их взаимодействия получается состав с характерными свойствами. Он поступает в продажу и может быть использован на производстве. Тем не менее, возможен переход процесса на второй этап. В смолу вводятся различные добавки. Их содержание и дозировка зависит от назначения. Примером служат пластификаторы, пигменты и связующие компоненты.
После того, как полиэфирная смола поступила в продажу, на реализацию отводится ограниченное время. Причина заключается в том, что процесс полимеризации и отверждения начинается самопроизвольно.
Со временем качество основного состава постепенно ухудшается. Для увеличения срока хранения приходится понижать температуру, поэтому рекомендуется смолу хранить в холодильниках.
Перед непосредственным применением все компоненты разогреваются до комнатной температуры, основной состав смешивается с отвердителем, активатором и катализатором согласно инструкции от производителя. После смешивания всех компонентов смола приобретает характерные показатели влагостойкости, плотности и прочности. В продаже встречаются однокомпонентные материалы, это означает, что дополнительные компоненты придется докупать отдельно.
Свойства и характеристики
Полиэфирная смола в готовом к применению виде по своей консистенции похожа на жидкий мед. Она может принимать разные оттенки, от желтого до темно-коричневого. Несмотря на наличие окраса, смола прозрачная. После того, как в основной состав добавляется отвердитель, прозрачность снижается, а сам материал густеет. В промежуточном состоянии он похож на резину, а по завершении отверждения становится твердым. На затвердевшую полиэфирную смолу хорошо наносится лак и различные краски.
Для полиэфирных смол можно сформулировать целый ряд уникальных свойств. Именно они играют определяющую роль в определении сферы применимости материала. Опишем кратко свойства и применение полиэфирной смолы.
- Низкая теплопроводность. Теплоизоляционные свойства смолы востребованы в промышленности и строительстве. Даже относительно небольшой слой способен служить неплохим изолятором.
- Влагостойкость. В затвердевшем виде полиэфирная смола не пропускает влагу. Она может использоваться даже в условиях повышенной влажности в качестве гидроизоляции.
- Повышенное время эксплуатации. Изделия из полиэфиров устойчивы к внешним воздействиям климатического и техногенного характера. Это позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени, причем за весь период материал практически не теряет своих основных характеристик.
- Широкий температурный диапазон. Применение смолы в быту практически не ограничено температурными критериями. Материал абсолютно инертен и к ультрафиолетовому излучению, то есть, внешний вид изделий со временем не изменяется, равно как и оптические характеристики.
- Устойчивость к химии. Устойчивость к воздействию химически активных веществ позволяет применять различные средства по уходу за изделиями из полиэфирных смол.
- Универсальность. Сфера применимости материала охватывает многие отрасли промышленности, от производства машин до электроники. Востребована смола и в домашних условиях, несмотря на вредность некоторых ее компонентов.
- Хорошая адгезия. Высокий показатель адгезии только подчеркивает универсальность материала. Смола отлично сочетается с древесиной стеклом, пластиком и металлом.
- Диэлектрик. Диэлектрические свойства полиэфира позволяют одновременно использовать его, как строительный материал и как изолятор.
Есть у полиэфирных смол и характерные минусы. Материал считается опасным для здоровья человека. В основном, источником этой опасности является стирол, которым можно надышаться в процессе приготовления состава.
В застывшем виде полиэфирная смола не причиняет вреда, тем не менее, изделия не рекомендуется использовать в пищевой промышленности.
Также смола подвержена усадке. По сравнению с эпоксидными смолами, полиэфирные в данном отношении существенно проигрывают.
Современные технологии позволили существенно снизить класс опасности материала. Сейчас в продаже можно встретить полиэфиры без содержания стирола. Его заменили растительные масла (касторовое, рапсовое, соевое). Масла используются не в чистом виде. Из них получают полиолы, которые являются базовыми компонентами для смол. Такой материал, безопасный для человека, имеет более расширенную область применения.
Применение
Как было уже указано, сфера применимости полиэфирной смолы необычайно широка. Благодаря невысокой стоимости и способности менять свои свойства при наличии наполнителей, материал задействован практически в каждой отрасли промышленности. В сочетании со стеклотканью полиэфир образует прочный и прозрачный стеклопластик. Изделия из такого стеклопластика широко применяются в сантехнике. Примером могут служить душевые кабины, которые по своей прочности не уступают «собратьям» из других материалов, но, в то же время, отличаются малой массой.
На основе полиэфирных смол изготавливаются лаки, клеевые составы и краски, а в области электроники смола является средством электро- и теплоизоляции. Мастики, замазки и наполнители отлично проявляют себя в изготовлении изделий галантереи, статуэток, наливных полов и подиумов. В быту полиэфиркой пропитывают пористые вещества, она способна стабилизировать древесину и является прекрасным грунтом или герметиком. Перечень стройматериалов на основе смолы можно дополнить сотопластами, пластмассами, волокнистыми древесными и асбоцементными плитами.
Широкое применение полиэфирная смола нашла в области кораблестроения. Из нее изготавливают несущие детали, элементы соединения. В качестве герметика смола востребована не только для небольших катеров, но и кораблей. Она обеспечивает герметичность корпусов, люков и иллюминаторов. Мастера кузовного ремонта используют смолу в качестве несущего материала при ремонте бамперов авто, а пластик на основе полиэфирки поставляется на заводы-изготовители.
Автомобильные грунтовки и шпатлевки в своем составе имеют смолы. Смола в чистом виде используется для заливочных работ. Примером служит литье подоконников, кровли, карнизов, а также плафонов осветительных приборов. При добавлении колеров и наполнителей полиэфирная смола служит сырьем для производства плиток декоративного камня.
Популярные марки
На рынке стройматериалов можно встретить полиэфирные смолы от отечественных и импортных поставщиков. В связи с большим расходом, фасовка материала производится в различные тары, вместимостью от 1 литра и выше.
- Neon S-1. Смола Neon S-1 представлена компанией Ремполимер. Она позиционируется, как предускоренная тиксотропная полиэфирка, которая известна потребителям, благодаря низкой вязкости. Основной компонент получен на основе стирола, но используются наполнители высокого качества. Негласно считается, что данная марка смолы отлично подходит для автотюнинга, а также для ремонта катеров и лодок. Время пригодности состав для работы после приготовления составляет 15 минут. Полное отверждение происходит за 45 минут.
- Reoflex Repair Resin или Рефлекс известна, как универсальное средства для поверхностного ламинирования. Смола относится к классу ортофталевых полимеров и отличается пониженным содержанием стирола. Может использоваться для всех типов первичного покрытия, так как обладает высокой адгезией к металлам, стеклу, древесине и лакокрасочным материалам. Слой полиэфирной смолы Рефлекс выдерживает значительные нагрузки, перепады температур, а также устойчив к воздействию нефтесодержащих продуктов. Добавление пластификатора превращает смолу в материал, пригодный для герметизации металлов. Марка востребована автослесарями, так как используется при ремонте пластиковых элементов.
- Norsodyne O-12335 AL. Смола для литья Norsodyne O-12335 AL не теряет своих оптических свойств под действием света. Ее устойчивость к ультрафиолетовому излучению широко применяется в отделочных работах. Предускоренная смола принимает желатинообразную консистенцию в течение 20 минут. Для нее выпускается специальный отвердитель – Бутанокс. Доля отвердителя составляет 0,3-2% от объема основного состава. Смола Norsodyne проявляет клеевые свойства даже при температуре 15°C градусов, в то время, как нижний предел для прочих моделей составляет 20-22°C градуса.
- Novol Plus 720. Качественный материал с усредненными показателями – смола Новол плюс 720. Она используется, как клей при работе с резиновыми изделиями, в качестве связующего компонента для пластика, а также в роли герметика, причем заделывать дыры можно в металле, стекле, пластике и древесине. Прочность полиэфирки способствует тому, что ею укрепляют корпуса лодок, а в виде добавки смола используется даже при ремонте кузова автомобиля.
Отвердитель Бутанокс добавляется в компонент «А» (основной состав). Точное его количество определено производителем. Среднее значение доли отвердителя составляет 2,5%. Отвержденный полиэфир поддается обработке. Его можно шлифовать и покрывать лаком или красками.
Влияние на здоровье человека
Практически все синтетические материалы содержат вещества, так или иначе, оказывающие влияние на здоровье человека. Стирол, на основе которого создан растворитель, огнеопасен и токсичен, поэтому при работе со смолой предъявляются самые жесткие меры безопасности.
Необходимо защищать глаза от случайных брызг, а органы дыхания от паров. Если материал случайно попал на кожу, следует безотлагательно предпринимать меры. Лучше всего использовать специальный состав для очищения от полиэфира, но если его нет под рукой, то место соприкосновения со смолой промывается теплой мыльной водой. Помещение должно быть оборудовано вытяжкой и приточной вентиляцией.
Запрещено проводить работы в непосредственной близости к источникам открытого огня. В случае возгорания пожар тушится огнетушителем или песком. Водой тушить стирол нельзя.
Технология производства материалов не стоит на месте, поэтому был разработан альтернативный метод получения смол. Речь идет о натуральных полиолах, созданных на основе растительных масел. По своим характеристикам они нисколько не уступают смолам на основе стирола, а в некоторых случаях даже превосходят.
Уменьшая вредное воздействие на человека, удается добиться негативного влияния на экологию в целом, ведь при этом снижаются объемы добычи нефти. Во-первых, экономятся невосполняемые ресурсы. Во-вторых, цена на такие смолы не зависит от курсов на нефтяном рынке.
Как работать с полиэфирной смолой, какие марки и виды применять
Если сравнивать такие синтетические материалы и продукты нефтеперегонки, как эпоксидные и полиэфирные смолы, то между ними можно найти много общего. Но не в смысле химического строения, там отличий больше, чем внешнего сходства.
Главное отличие поступающих для реализации полиэфирных смол от эпоксидных то, что процессы полимеризации в них начинаются сразу со дня выпуска этого вещества заводом-изготовителем, и они неостановимы, можно только замедлить их, поместив полиэфирную смолу в холод, тогда процессы замедляются.
Это связано с тем, что уже на стадии выпуска полиэфирки с завода на конечном этапе синтеза в нее вводится вещество на основе солей кобальта, называемой акселератором. Которое запускает медленный процесс полимеризации. Количество этих солей на единицу объема и массы полиэфирной смолы таково, что относительную свежесть и годность к применению составляет примерно полгода. Далее процесс загустения или желатинизации при комнатной температуре делает материал непригодным к использованию.
Но если продать полиэфирную смолу только с акселератором, купивший такой товар потребитель будет ждать ее застывания долгие месяцы, что абсолютно неприемлемо. Такие смолы называют предускоренными, и нафтенат кобальта в ее составе запускает первичный и пока медленный процесс застывания смолы. Чтобы процесс многократно ускорить, емкость с полиэфирной смолой комплектуется флаконом с еще одним жидким составляющим – катализатором-отвердителем.
Но работает полиэфирная смола совсем не так, как эпоксидная, при смешивании предускореной полиэфирки время желатинизации, а потом окончательного застывания у этого вещества короче, чем у эпоксидных компаундов, от 3 до 20 раз, что делает ее применение гораздо удобнее во многих сферах профессиональной деятельности.
Сферы применения
Давайте рассмотрим основные сферы применения подобных смол:
- Сантехника и комплектующие для ванных и кухонь. Полностью из полиэфирных отвержденных смол отливаются корпуса душевых кабин, кухонные фартуки, отдельные бюджетные виды ванн и раковин для кухонь, декоративная облицовка для кухонной мебели.
- Судостроение. Обработка корпусов с целью усиления внутреннего каркаса и бортов, придания герметичности, соединения деталей наборного шпангоута у судов класса яхт и спасательных катеров, в уплотнении элементов борта в области иллюминаторов.
- Авионика. В авиационной промышленности используются те же приемы, что в судостроении. Изготовление деталей, где не требуется повышенная силовая нагрузка, в этом отношении полиэфирная смола пока уступает композитным материалам из эпоксидки и углепластика.
- Автопром. Литье кузовов, ремонтные работы по замене нестандартных деталей или поврежденных частей редких автомашин. Если в мастерской есть оборудование для изготовления форм, то изготовить внешний обвес по самодельным лекалам, при наличии чертежей даже для пострадавшему в аварии Майбаху не составит большого труда.
- Строительство и ремонт. Лаки, краски, шпатлевки на основе полиэфирных смол – быстро твердеющие, удобные в работе, позволяющие использовать любые традиционные и нетрадиционные наполнители, пластификаторы, колеры. С колерами полиэфирка смешивается в гораздо большем диапазоне, чем эпоксидные смолы.
- Химическая промышленность. Сама смола, это плод работы химиков, но из нее на выходе, после всевозможных необратимых химических превращений получается прекрасный материал для изготовления труб, по которым перекачивают жидкие продукты нефтехимии.
Особенности разных марок
Нафтенат кобальта, акселератор-предускоритель, введенный в основной состав полиэфирной смолы на заводе, при замешивании со смолой в основной емкости вещества, ускоряющего застывание, вызовет в смоле экзотермическую реакцию, то есть активное выделение тепла. Это тепло является одним из условий ее протекания и своеобразным индикатором начавшегося процесса желатинезации, когда смола перестает течь и встает в виде студня, густеющего и твердеющего на глазах.
Может возникнуть резонный вопрос: если катализатор-отвердитель так реагирует на разведенный в смоле акселератор, то сколько же тепла выделится при замешивании только двух этих веществ без смолы? Много, настолько много, в первые годы выпуска в продажу лет 40 назад, когда два этих активных компонента давали в придачу к смоле отдельно, были случаи возгораний и даже взрывов, настолько бурная эта реакция. Да, полиэфирки без предускорителей тогда могли храниться гораздо дольше, но соображения безопасности перевесили длинные сроки сохранности и реализации.
Приведем примеры и рассмотрим несколько известных составов.
- Компания Ремполимер выпускает предускоренную тиксотропную смолу Neon S-1 с пониженной вязкостью и средним уровнем химической активности. Предварительно разведена стиролом, что делает ее пары весьма токсичными, требуется или вытяжная вентиляция, или работа на свежем воздухе. Тиксотропность выражается в том, что в состоянии покоя эта полиэфирка напоминает застывший желатин, но становится текучей, если ее активно размешать. Применяют Neon S-1 для формовки деталей и тюнинговых работ при обслуживании лодок, катеров, яхт, то есть в малом судостроении и ремонте. Смола с минимумом усадки и временем первичной желатинизации до 15 минут. Время полной полимеризации составляет 45 минут, так что с Neon’ом S-1 работать нужно быстро и/или разводить его небольшими порциями.
- Reoflex Repair Resin или полиэфирный состав Рефлекс на ортофлалевой основе. Применяют как средство для ламинирования. Обладает превосходной адгезией к металлам, древесине, лакокрасочным покрытиям, грунтам, шпатлевкам, ламинату. С пониженным содержанием стирола, имеет слабый уровень химическое активности. Получаемый заливной слой имеет высокую стойкость к механическим повреждениям, вибрациям, перепадам температур и влиянию ГСМ.
- NorsodyneO-12335 AL — предускоренная полиэфирная композиция для литья, имеющая повышенную стойкость к УФ-излучению, прозрачная на просвет. Время желатинизации от 15 до 22 минут. В качестве катализатора-отвердителя для NorsodyneO-12335 AL применяют Бутанокс, с добавкой 0,03% к общему объему смолы. Этой смолой обрабатывают пористые материалы для предохранения их от воды, для склеивания резиновых лодок и ремонта камер автомобилей. Нижний температурный предел работы от 15°C градусов.
- Novol Plus 720 (Новол Плюс 720). Средство для ремонта тюнинга автоприцепов, яхт, скутеров. Это популярное средство используют для заделки отверстий, пробоин, усиления пластиковых конструкций, для склеивания изделий из вулканизированной резины и каучука, натурального и искусственного. В качестве отвердителя используют Бутанокс или 50% паста перекиси бензоила. Новол Плюс 720 обладает высокой прочностью, шлифуется до глянца после полной полимеризации, сверху может надежно покрываться шпатлевкам из полиэфирок. Можно применять со стекломатом.
О стекломатах можно сказать отдельно: по существу, это отходы производства стеклотканей, имеющие небольшие размеры. Их укладывают более или менее ровным слое в 1, 2, 3 и более слоев и заливают разными видами полиэфирых смол. Да, можно брать для этого цельную ткань, но она выйдет на порядок дороже. Стекломат же дешев, а его прочность только ненамного уступает готовой полиэфирной заливке, имеющей в своей основе целый кусок стеклоткани. Есть стекломаты тонкие, то их называют стекловуалью, есть толстые, которые классифицируют как одеяло.
- Eskim ES-1060. Эским менее вязок, чем большинство полиэфирных смол, поэтому его охотно покупают те, для кого важная легкость нанесения при больших объемах работы. Эта смола низко чувствительна к растворителям и температурам, при которых протекает отверждение. Хорошо окрашивается всевозможными пигментами. Толерантна к самым разным наполнителям, вплоть до цемента. Находит широкое применение для заливок больших площадей полов в производственных помещениях.
- Polipol 3401-А, ортофталевый материал с крайне низкой усадкой, что делает его похожим по качеству отливок из него на эпоксидные материалы, после отверждения остаточные деформации не превышают 0,02%. Полипол используют для производства химически-стойкой тары и посуды, в изготовлении бассейнов и аттракционов (труба для спуска в аквапарках). Время первичного гелеобразования или желатинизации до 30 минут, дальше же оно зависит от температуры помещения, в котором идет процесс отверждения.
Ненасыщенные полиэфирные смолы — это практически все смолы, поступающие в продажу для бытового использования, так как они, в отличие от насыщенных, не требуют высоких температур для начала процессов полимеризации. Нормальный температурный режим для них во время этих процессов около 23°C градусов. Кроме того, важным фактором является минимальное выделение побочных химических компонентов при застывании.
Применяют подобные составы для изготовления литой изоляции, армированных пластиков, в производстве защитной амуниции мотоциклистов и велосипедистов, для ремонта корпусов в авторемонте и в малом судостроении, корпусов радио- и электроприборов.
Практика использования
Работа с любыми полиэфирным смолам заключается в точном отмеривании смолы и акселератора, количество которых в процентном или объемной соотношении всегда указывается в инструкциях. Лучше начинать с небольшого объема материала, от 0,5 до 1 литра. Затем постепенно добавляется ускоритель и смола очень тщательно перемешивается.
Во время замешивания быстрых движений не делать , от них образуются воздушные пузырьки, а так как время желатинизации полиэфирных смол после введения в них отвердителя крайне мало, то эти пузырьки могут не успеть покинуть толщу полиэфирки.
После введения катализатора-отвердителя смола меняет цвет и начинает нагреваться, что свидетельствует о начале запуска процесса полимеризации. Если вы считаете, что процесс идет слишком быстро, можно поместить емкость с полиэфирной смолой в таз или ведро со льдом, это увеличит время схватывания смолы.
Полная полимеризация происходит в интервале времени от 2 часов до 2 суток. Но окончательная только на исходе недели, а то и двух. Впрочем, застывшая смола будет уже достаточно твердой и стойкой для многих механических воздействий.
Например, для производства искусственного поделочного камня уложенные в формы мраморную крошку, гранулы пластмассы, имитирующей камни, стеклянные осколки прочие наполнители заливают полиэфирной смолой и сушат под воздействием горячего воздуха. Работа требует мощной вытяжки и возможности быстро охладить форму, что особенно важно при большой толщине отливок, так как чем больше толщина, тем выше саморазогрев массы.
В случае возникновения загорания полиэфирной смолы ни в коем случае нельзя тушить ее водой, только забрасывая возгорание песком или применяя углекислотное огнетушение.
Безвредной для здоровья полиэфирной смолы не существует. Поэтому нужно обезопасить себя при работе с этим веществом: на глаза надевать защитные изолирующие очки, на органы дыхания респиратор, руки защищаются перчатками.
При попадании полиэфирки на кожу, нужно промыть это место с мылом, хотя лучше использовать специальный состав для смыва, который можно приобрести в тех же магазинах, где смола покупалась.
Особенности
Рассмотрим особенности изделий из полиэфира и покрытий из него:
- Высочайшая степень защиты от агрессивных сред.
- Отличный теплоизолятор, особенно вспененный или армированный.
- Длительность срока службы.
- Водоустойчивость и термостойкость полностью полимеризированных смол.
- Стойкость к механическим воздействиям, в том числе и длительным.
- Универсальность в применении, надежность и долговечность.
Полиэфирные смолы чаще всего применяют там, где аналогичное применение эпоксидных неприемлемо из-за сложностей их быстрой полимеризации, связанной обычно с применением специальных помещений для выдерживания при высокой температуре, и длительности этих сроков. Кроме того, полиэфирные смолы обычно в 2-3 раза дешевле их эпоксидных аналогов.
Полиэфирная смола и эпоксидная смола: отличия, что лучше
Развитие производства пластиков, стекловолокна и композитных материалов явилось неким стимулом для активизации работы химической промышленности, а современные запросы и требования к компонентам материалов привели к тому, что в настоящее время используется просто огромное количество смол. Их разнообразие позволяет получать материалы с теми или иными техническими показателями. Зачастую тонкости химического состава и свойств этих смол знают только специалисты. Рядовой же потребитель наслышан всего о двух видах полимеров: эпоксидная смола и полиэфирная. Но даже при таком небольшом познании актуальным остается вопрос, чем отличается полиэфирная смола от эпоксидной смолы?
Сложность заключается в том, что эти два вещества с точки зрения химии не имеют общего друг с другом. Тем не менее, они проявляют одинаковые физические свойства и применяются в одних и тех же сферах с небольшим отличием по направлениям.
Резонно перед потребителем возникает второстепенный вопрос. Ему необходимо определить, какому типу смолы следует отдать предпочтение. Если бы ответ был однозначным, то опыт передавался от поколения к поколению, и второй вопрос был бы снят. Но оказывается, что полиэфирная смола и эпоксидная смола имеют некий паритет, лишь иногда нарушая равновесие в той или иной сфере применения.
Чтобы понять, в чем разница между полимерами, необходимо рассмотреть их отличие по химическому составу, указать область применения, а также сравнить достоинства и недостатки. Именно в таком порядке и подойдем к изучению проблемы.
Эпоксидка
Эпоксидная смола, впрочем, как и полиэфирная, относится к классу термореактивных материалов. Процесс отверждения является необратимым. В отвержденном состоянии смола не плавится и не растворяется. Высокая стоимость эпоксидных смол накладывает ограничение на ее распространенность. Тем не менее, некоторые уникальные свойства говорят о ее незаменимости.
Смола состоит из двух компонентов, одним из которых служит основной состав. Ни практического, ни производственного интереса он не представляет. Только в сочетании со вторым компонентом – отвердителем, вещество превращается в полимер с характерным свойствами. Доля отвердителя в составе эпоксидки существенно превышает долю катализатора в полиэфирных смолах. Если первая составляет от 20 до 50%, то вторая не превышает 1%.
Профессиональные специалисты могут получать материалы с различными характеристиками, комбинируя марки смол, модели отвердителей и их процентное соотношение. Практика показывает, что подобные эксперименты рядовым пользователям не удаются, поэтому при использовании смолы в быту рекомендуется следовать инструкции, разработанной производителем.
Химический состав эпоксидных смол позволяет образовывать связанные полимеры из олигомеров и полиаминов. Олигомеры, содержащие эпоксидные группы, образуются в результате поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами. Отверждение смолы происходит только при взаимодействии компонентов. Основной компонент (компонент «А») может храниться длительное время, так как полимеризации не происходит.
Полиэфирка
Многие считают, что физико-химические характеристики полиэфирных смол несколько хуже, чем эпоксидных, хотя это утверждение – лишь результат субъективной оценки. Полиэфирная смола приобрела популярность, благодаря своей низкой стоимости. С ней удобно работать, так как отверждение происходит с кратчайшие сроки, причем при комнатной температуре.
Полиэфиры являются нефтесодержащими продуктами, они образуются в процессе перегонки углеводородов. В качестве базового материала выступает бензол, этилен и пропилен. Из них получаются гликоли, стирол и многоосновные кислоты, которые впоследствии перемешиваются в специальных емкостях. Так образуется «Базовая» смола. Для доведения до нужной консистенции в нее добавляют стирол, играющий роль растворителя. Доля стирола может составлять от 30 до 50% от объема конечного продукта. В таком виде смола поступает в продажу. Для использования материала необходимо внести добавки, перечень которых определяется спецификой применения.
Готовая полиэфирная смола, которая встречается в продаже, находится на начальной стадии процесса полимеризации. Внося добавки, в частности, инициатор и катализатор, можно ускорить процесс отверждения. Но даже и без этих веществ смола постепенно примет желеобразный вид, а затем станет твердой. Именно поэтому срок хранения полиэфирных смол ограничен. При добавлении ингибиторов он несколько увеличивается, но полностью остановить процесс полимеризации невозможно.
Применение
И тот и другой тип смол нашел свое применение, как в промышленности, так и в быту. В силу специфики материала, сферы применения несколько разнятся, но в тех областях, где они пересекаются, как раз и возникает сложность выбора. Приходится сравнивать остальные характеристики смол.
Эпоксидная смола выступает в роли пропитки для стекловолокна и стеклоткани. Ее высокие показатели адгезии используются при склеивании деталей. Эпоксидка не пропускает влагу. Ею в целях гидроизоляции покрывают поверхности стен, полов, бассейнов, а также обрабатывают подвальные помещения. Устойчивость к химически активным средам позволяет применять эпоксидные смолы в изготовлении отделочных материалов для внутренних и наружных работ. Полимер добавляют в деревянные и даже бетонные конструкции с целью повышения их прочности.
Наконец, эпоксидка служит сырьем для заливочных работ. Заготовки подвергаются обработке и шлифовке. Заливка встречается в производстве мебели, дизайнерском искусстве, в строительстве.
Сфера применения полиэфирных смол затрагивает такие отрасли, как химическая индустрия, машиностроение, строительство. В сочетании со стеклотканями смола дает прочные материалы – стекловолокно и стеклопластик, обладающие высокими показателями прочности. Из стеклопластика делают корпуса лодок, бамперы автомобилей, душевые кабинки, бассейны, крыши и стены. Полимер является незаменимым компонентом в изготовлении искусственного камня. Изделия на основе полиэфиров отличаются низкой себестоимостью и относительно простой технологией обработки материала.
Плюсы и минусы
Профессиональный подход в сравнении двух материалов сводится к анализу их технических характеристик. Однако «голые» показатели едва ли станут полезными для мастера-любителя, поэтому постараемся дать оценку этим показателям, условно разделив их на плюсы и минусы. Сначала рассмотрим эпоксидную смолу. Недостатков у нее мало, по сравнению с достоинствами, но не стоит делать поспешных выводов в плане выбора.
- Еще с середины прошлого века эпоксидная смола зарекомендовала себя, как надежный клей. Сегодня этот материал встречается в виде десятков модификаций , но все они сохранили первозданную функцию. Смола – превосходный клей, который «работает» практически со всеми материалами. Исключение составляют полиэтилены, термопласт, тефлоны, в том числе и оргстекло, полипропилен, поликарбонат.
- Срок хранения эпоксидной смолы (при раздельном хранении ее компонентов) может достигать пяти лет, а отвердителя – от 1 до 2 лет. Но практика показывает, что основной состав остается действенным даже после 20 лет хранения. Нарушается лишь пропорция при смешивании с отвердителем. Приходится нужных свойств достигать методом проб. Возможно, потребуется количество отвердителя увеличить.
- Эпоксидная смола в чистом виде, без примесей, не имеет запаха. Считается, что работы по заливке должны проводиться с использованием средств защиты, так как вещество в жидком состоянии токсично. Во-первых, современные компоненты экологически безопасны и не причиняют вреда человеку. Во-вторых, после отверждения изделия не имеют запаха. Они могут контактировать с кожей, одеждой и продуктами питания. Специфический запах имеет отвердитель. Он пахнет аммиаком. Но запах не настолько интенсивно распространяется, поэтому с эпоксидкой можно работать даже в жилом помещении, чего нельзя сказать о полиэфирной смоле.
- Структура полимера делает его влагонепроницаемым. Слой смолы может выполнять защитную функцию от проникновения влаги и действия химически активных веществ. Эмалями на основе эпоксидки покрывают трубопроводы и цистерны.
- Показатель вязкости можно менять, независимо от модели смолы. Добавляя разбавители или пластификаторы, мастер добивается нужной вязкости без потери качества материала. Эти добавки изготовлены на основе олигомеров эпоксидных групп, поэтому, как и основной состав, вступают в реакцию с отвердителем и полимеризуются.
- Мастер, работающий с эпоксидкой, имеет возможность изготовления точного по форме и габаритам изделия. Усадка материала составляет 0,3-0,5% процентов, а при добавлении некоторых наполнителей она уменьшается до 0,2%.
- Плотность отвержденной эпоксидной смолы на 20-30% процентов меньше, чем плотность полиэфирки. При этом эпоксидная смола не отстает по показателю прочности от своего «конкурента».
Есть у полимера и определенные минусы. Некоторые из них можно минимизировать, но чаще всего приходится мириться и ставить в приоритет другие показатели. Одним из самых существенных недостатков отмечается длительность процесса полимеризации. Первый этап длятся около часа. В течение этого времени изделие приобретает способность сохранять свою форму. В следующие 24 часа происходит отверждение смолы. Ее прочность составляет до 70% от максимального показателя. Полное отверждение наступает спустя 6-7 суток после заливки.
Второй недостаток – относительно высокая стоимость. Если речь идет о производственных масштабах, то расходы на материал достаточно велики. Использование эпоксидки в быту оправдывает финансовые расходы при условии, что получен качественный результат.
В случае с полиэфирной смолой ситуация обстоит с точностью до наоборот. У нее недостатков больше, чем достоинств, однако то малое количество положительных факторов имеет определяющее значение. Начнем с достоинств.
- Неоспоримым плюсом считается ценовая доступность материала. В среднем, полиэфирная смола в 3-5 раз дешевле эпоксидной. Помимо этого, отмечаются низкие затраты на дополнительные компоненты. Так, для полимеризации потребуется всего лишь 1-2% процента катализатора, играющего роль отвердителя, что существенно экономит бюджет. Напомним, что в случае с эпоксидной смолой доля отвердителя практически равна доле основного компонента.
- Еще отмечается, как достоинство материала, скорость полимеризации. Полиэфирная смола полностью застывает за 1,5-2 часа. Это очень удобно, особенно при создании многослойных изделий. Но мастер должен предварительно оценивать свои возможности. Если планируемую работу ему не удастся выполнять за установленный срок, то в смолу придется вносить ингибиторы, замедляющие реакцию полимеризации.
- Затвердевшая смола обладает упругостью при деформации изгиба и кручения. Отлитые плиты эластичны. В некоторых условиях это имеет решающее значение. Материал может служить неплохим виброизолятором. Примечательно то, что после длительных периодически меняющихся нагрузок свойства слоя смолы не меняется. Но амплитуда колебаний должна быть небольшой, иначе конструкция разрушается.
Отрицательные качества у полиэфирных смол не только присутствуют, они по своей численности превосходят количество достоинств.
- Самым вопиющим недостатком считается наличие токсичного стирола. Даже ненасыщенные смолы, отличающиеся пониженным содержанием растворителя, опасны для здоровья человека. Поэтому работать со смолой можно только в респираторе, в специальных технических помещениях, оборудованных хорошей вентиляцией. В домашних условиях производить заливку смолы ни в коем случае нельзя.
- Полиэфирная смола плохо контактирует с эпоксидной. Например, если полиэфирку наносить на эпоксидку, то материалы вскоре начнут расслаиваться. Для создания подобного соединения рекомендуется эпоксидную смолу заливать на затвердевшую полиэфирную. В жидком состоянии материалы не взаимодействуют совсем.
- Быстрая полимеризация вынуждает мастера выполнять работы в спешке. Необходимо тщательно подготовиться к заливке, чтобы не тратить время на поиск инструмента.
- Если производится заливка материала в форму, то желательно использовать эпоксидную смолу, так как полиэфирка дает значительную усадку. Рассчитать точный объем жидкого вещества для получения заготовки нужной формы практически невозможно.
- Несмотря на то, что во многих источниках указано, что полиэфирная смола обладает гидроизоляционными свойствами, ее стараются не использовать в условиях повышенной влажности. Вода проникает через мельчайшие поры. Лодки из полиэфирки после летнего сезона становятся тяжелее, что свидетельствует о пропитке материала водой. Приходится покрывать корпуса специальными составами.
- Непродолжительный срок хранения материала повышает риск покупки начавшего полимеризоваться полиэфира. Даже если срок хранения не истек, смола, при несоблюдении условий хранения, может оказаться непригодной к заливке.
- Клеевые качества у полиэфирной смолы присутствуют, однако они значительно ниже, чем у эпоксидной.
Сравнение материалов
По приведенным данным нетрудно оценить применимость того или иного материала в зависимости от поставленных целей. Очевидно то, что мы не дадим однозначного ответа на вопрос, какая смола лучше, так как у каждой есть свои плюсы и минусы. Однако ничто не мешает сравнить полимеры по одним и тем же характеристикам.
Характеристики эпоксидной смолы:
- Механические свойства. Показатель прочности у эпоксидной смолы выше, чем у полиэфирной. Измерения производились для всех типов деформации. Даже при условии, что полиэфирная смола обладает эластичностью, она в данном ключе проигрывает эпоксидной.
- Клеевые свойства. Не просто высокие, а очень высокие. В народе бытует мнение, что детали, склеенные эпоксидкой, соединены «на века».
- Усадка. Практически отсутствует.
- Водостойкость. Высокая.
- Срок хранения. 5 -7 лет.
- Скорость полимеризации. Низкая. Увеличить скорость можно повышением температуры, но не добавлением отвердителя. Теоретически считается, что отверждение происходит через 24 часа. Практика показывает, что время увеличивается до нескольких суток.
- Запах. Отсутствует.
- Закипание. При активной реакции компонентов наблюдается вскипание смолы.
- Долговечность. Эпоксидная смола меньше подлежит износу и считается более долговечной.
- Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Проявляется только при наличии специальных добавок или после покрытия слоем полиуретанового лака.
- Сложность работы. Требуется определенный навык, особенно при работе с наклонными и вертикальными поверхностями.
- Стоимость. Высокая.
- Экологичность. Смола безопасна для окружающей среды и для человека.
Характеристики полиэфирной смолы:
- Механические свойства. При высоких нагрузках возникают трещины.
- Клеевые свойства. Более слабая адгезия, по сравнению с эпоксидными смолами.
- Усадка. Имеется.
- Водостойкость. Низкая.
- Срок хранения. От 6 месяцев до 1 года.
- Скорость полимеризации. Высокая. Смола застывает за несколько часов.
- Запах. В жидком состоянии смола токсична.
- Долговечность. Высокая, но ниже, чем у эпоксидной смолы.
- Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Высокая.
- Сложность работ. Не требует определенных навыков.
- Стоимость. Низкая.
- Экологичность. Некоторые компоненты горючи и вредны для здоровья.
Приведенный анализ решает все вопросы. Пользователю остается только сравнить интересующие его характеристики и сделать для себя правильный выбор.
Пропорции полиэфирной смолы для смешивания с отвердителем: повышенная и комнатная температура
Полиэфирная смола обладает рядом положительных свойств, но новички при работе с нею могут испытывать некоторое волнение. Ведь материал им еще мало знаком, и не понятно, что ожидать в результате. На самом деле полиэфирная смола отличается легкостью применения, работе с нею научится недолго. Необходимо лишь соблюдать определенные правила, также новички могут задаться вопросом — сколько сохнет полиэфирная смола, и как происходит данный процесс. Подробнее об этом будет рассказано далее.
Физические и химические аспекты процесса отверждения
Полиэфирные смолы в отличие от глифталевых и пентафталевых высыхают быстрее, происходит это благодаря разбавлению их отвердителями. Добавив их к компонентам полиэфирной смолы, запускают процесс полимеризации.
Данная лакокрасочная продукция отличается хорошей сочетаемостью с природными и искусственными видами пигментов. Первые варианты пигментов, которые можно добавлять в материал это кадмий, кобальт, хром, среди искусственных выделяются анилиновые красители. Смола представляет собой густую и вялотекущую консистенцию, и работать с ней в первоначальном виде сложно, для получения нужной консистенции разбавляют ее обычно стиролом, отличающиеся агрессивностью и ядовитостью, как минимум его вредно вдыхать.
В стирол при этом тоже добавляются другие компоненты, это эо октоат, либо нафтенат кобальта. Они отвечают за ускоряющие действие процесса полимеризации полиэфирной смолы, по этой причине подобное сочетание получило название предускоренная полиэфирная смола.
При этом разведение смолы пигментами не оказывает никакого влияния то, как быстро будет засыхать материал. Процесс уже будет запущен и будет протекать в своем темпе. При этом примерно через полгода-десять месяцев материал станет очень густым, и им нельзя будет пользоваться, это произойдет при температуре в помещении от +18 до +24 градусов. Как же после того, как она застынет, можно будет ее использовать?
Данная лакокрасочная продукция отличается хорошей сочетаемостью с природными и искусственными видами пигментов.
Стадии застывания полимера
Разбавив смолу раствором-отвердителем, производят в начале запуск процесса желатинизации (когда смола из жидкого состояния переходит в гелеообразное), а потом постепенно вещество должно высохнуть, и, затвердев полиэфирка становится твердой монолитной массой.
Обычно для этой цели выбирают:
- Диамины карбоновых кислот;
- Ангидриды их;
- Непосредственно карбоновые кислоты.
Смешивание разных типов добавочных элементов производить нельзя.
Речь идет о смешивании кобальтовых ускорителей и карбоновых веществ, так как соединение их вместе может вызвать взрыв. По этой причине происходит сначала введение стирола с кобальтовыми соединениями, а карбоновые вещества можно развести в полиэфирке уже потом.
Стадии:
- Желатинизация.
- Резинообразная.
- Твердая – 1.
- Твердая – 2.
Затвердев полиэфирка становится твердой монолитной массой.
Пропорции инициаторов и ускорителей
Для запуска процесса застывания полимера нужны смола, отвердитель, инициатор. Пропорция может использоваться лишь та, которая была написана в инструкции производителем. Когда появится опыт работы, то количество компонентов можно будет определить самостоятельно. Но для первого опыта экспериментами заниматься нельзя.
После добавления вещества для отверждения, смола будет высыхать быстро. Поэтому приготавливать нужно только необходимое количество состава.
Первый раз лучше развести несколько мл., вводя каждый компонент, производят перемешивание, не торопясь, чтобы не образовать в составе лишние пузырьки. Но при этом превышать по времени 2 минуты не стоит.
Пропорция может использоваться лишь та, которая была написана в инструкции производителем.
Повышенная температура
Во время данного процесса происходит выделение тепла, что и приводит к полимеризации в целом. При этом температурные показатели вещества могут достигать 100 градусов. Такие показатели характерны чаще для больших масс разведения полиэфирной смолы. При объемном отливе наблюдается самое большое повышение температуры. Когда много смолы используется для отливки пола, то увеличение будет менее высоким, из-за площади контакт с воздухом, самоохлаждение произойдет быстрее.
Если температура будет превышать допустимые нормы, то тогда можно прибегнуть к помещению емкости в холодную воду, но следует учитывать, что полимеризация замедлится. Температурные показатели выше комнатных действует ускоряющее на стадию желатинизации, после ускорит и отверждение. Застывание вначале переходит в стадию становление резиноообразной консистенции, в этом виде при надавливании смола прогибается, но быстро возвращается в исходный вид. До этого момента проходит стандартно 1.5-2 часа времени.
Для горячих этапов рекомендуется вводить 50% перекись бензоила на дибутилфталате. При этом температуры могут повыситься до показателей в 100-130 градусов, это довольно высокие показатели, и требуют дополнительной защиты человека, проводящего смешивание, если за отвердитель взяли перекись дикумила, то показатели могут достигнуть отметки в 160 градусов.
Температурные показатели вещества могут достигать 100 градусов.
Комнатная температура
Профессионалы советуют работать с данным материалом при температуре в комнате не менее 23 градусов выше ноля. На рынке представлены смолы, это обычно касается лакокрасочных изделий работа, с которыми может проходить и в условиях микроклимата от +15 градусов. Данную информацию можно найти на упаковке изделия.
По идеи отверждение данных видов будет проходить длительно, примерно месяц. Поэтому, чтобы улучшить продажи, производитель к полиэфиркам такого типа подготавливает элементы для ускорения и полимеризации так, чтобы разбавление их даже при таких температурных показателях, запускало процесс саморазогрева, и процесс производился в приемлемые сроки. Они могут варьироваться за счет изменения соотношения ускорителя. Здесь важно действовать по инструкции.
Полиэфирная смола как разводить с отвердителем, порядок введения всех необходимых добавок включает:
- Необходимо точно измерить количество смолы и ускорителя (в случае если он не был добавлен ранее до продажи), узнать это можно изучив упаковку, на ней обязательно прописываются эти детали.
- Смешивать их вместе, двигаться усиленно не стоит, чтобы не вызвать образование лишних пузырьков воздуха, время на перемешивание должно затрачиваться 3-5 минуты.
- Добавить инициатор отверждения, перемешивание должно длиться три минуты, если климатические условия комнаты жарче стандартных, то оно производится меньшее количество времени.
- Переходят к заливке состава в формы, либо разливке его по поверхности, важно сделать это за 10-12 минут до перехода к стадии желатинизации.
- Для ускорения перехода к следующей стадии температуры в помещения должна быть повышена, и, наоборот, для замедления понижена.
- Первичное затвердивание произойдет через 14 часов – сутки.
Первичное затвердивание произойдет через 14 часов – сутки.
Как долго будет сохнуть полиэфирная смола
Вид процесса отверждения (холодный или горячий) мало влияет на сроки прохождения полимеризации. Стандартно это происходит следующим образом:
- Желатинизация происходит через 40-120 минут, после добавления всех элементов.
- Резинообразная стадия наступает примерно через 2-12 часов.
- Твердая стадия первая. Характеризуется тем, что нажатие на предмет не приводит к появлению следов, но сам процесс выхода летучих веществ еще продолжается, 14-24 часов.
- Твердая стадия вторая. Когда компоненты полностью застыли, и больше не будут меняться, на это требуется от 15 до 25 дней.
Можно привести полиэфирку к финальной стадии, использовав воздействие высоких температур. Для этого применяется термокамеры, либо специальные нагревательные устройства, обеспечивающие создание температуры в помещении в 80-100 градусов, минимум два часа. Когда нужно высушить предмет из стеклоткани с полиэфирной смолой, то такая «сушка» должна проходить 6 часов. Тогда полное высыхание произойдет через 6-7 дней.
Когда делаются формы объемные и если наступила стадия желатинизации, то изменения изделия не допускается.
Отследить переходы процесса, можно наблюдая изменение оттенков продукции. Узнать, какие цвета должны быть при определенных стадиях можно в той же инструкции материала.
Можно привести полиэфирку к финальной стадии, использовав воздействие высоких температур.
Причины неполного отверждения
Иногда после всех необходимых сроков, полиэфирка не становится твердой, какой должна быть. Она продолжает липнуть, прочность ее плохая. Когда неполное отвержденное временное, убирается оно увеличением температур до 100-130 градусов. При постоянном подобном состоянии, сделать ничего будет нельзя. По этой причине нужно соблюдать ряд советов:
- Не проводить этот процесс при показателях температуры меньше +23, и влажность комнаты не должна быть выше 65%;
- Не изменять пропорции, которые прописал производитель;
- Следить, чтобы в состав не попала грязь, другие вещества, емкости должны чистыми.
Третий пункт должен соблюдаться беспрекословно, ведь любые элементы могут нарушить процесс застывания полимеров. Когда все смешано и помещено в нужную форму, то ее нужно закрыть пленкой, защитив от воздуха.
Следить, чтобы в состав не попала грязь, другие вещества, емкости должны чистыми.
Меры безопасности при работе со смолами
Для не нанесения вреда здоровью человека, мастер должен надевать перчатки и защитную одежду, она должна быть плотной. Если смола попала на кожу, то мыть этот участок нужно мыльным раствором, либо специальным средством для очистки смолы.
Обязательно одевается респиратор. Нельзя допускать, чтобы рядом находились источники огня. Если произошло возгорание, тушить его нужно песком или огнетушителем, воду использовать нельзя. Хранение происходит при температуре от +20 до +23, помещение должно проветриваться.
Хранение происходит при температуре от +20 до +23, помещение должно проветриваться.
Соблюдение мер безопасности при работе с полиэфирной смолой обязательно. Соблюдение инструкцией и правил поможет получить желаемый результат. И процесс станет несложным.
Видео: Как разбавить полиэфирную смолу-гелькоут отвердителем
Полиэфирные смолы – что это? Применение, особенности технологии производства
Индустриальная революция, начавшаяся еще на стыке 19-го и 20-го веков, подарила миру не только переход от мануфактурного производства к фабричному и замену ручного труда машинным, но и стала началом настоящего прорыва в области химии. Уже в середине прошлого века человеку были известны технологии производства полиэфирных смол, которые сегодня применяются повсеместно в промышленности и строительстве.
Что такое полиэфирные смолы?
- Полиэфирная смола – это уникальный по своим свойствам продукт, который получают в результате сложного процесса смешивания и переработки (так называемой поликонденсации) многоатомных спиртов, которые являются продуктом нефтехимической переработки, многоосновных кислот, а также ангидридов и растительных масел
Эти смолы находят широкое применение практически во всех отраслях промышленности (машиностроение, судостроение), в строительстве, в производстве спортивного снаряжения (шлемы, доски для серфинга) и во многих других сферах. Это обусловлено уникальными свойствами, которыми обладают конечные продукты на основе полиэфирных смол. Если речь идет о корпусах водного транспорта, литьевых формах или каких-либо других деталях, для изготовления которых применяются литьевые смолы, то это легкость и прочность, если об утеплении (вспененный полиуретан или твердые пенопласты), то это минимальные показатели теплопроводности, долговечность и надежность.
Полиэфирные смолы не боятся влаги, устойчивы к перепадам температуры и к механическим воздействиям, устойчивы к воздействию химических веществ (за исключением промышленных растворителей). Они долговечны (эксплуатационный срок вспененных полиуретанов превышает 50 лет), универсальны.
Уже в 50-е годы прошлого века США являлись лидером по объемам производства полиэфирных смол на основе гликолей, ксилита, глицерина и кислот. И уже к концу 50-х годов определенную долю производства занимали экологически чистые полиэфирные смолы, основой для изготовления которых становились растительные масла (касторовое, подсолнечное, соевое, рапсовое). Однако в силу определенных причин (больших объемов нефтедобычи и доступности нефтепродуктов, вектора развития нефтехимической промышленности) производство экологически чистых смол получало меньшее распространение.
Сегодня ситуация меняется в диаметрально противоположном направлении. Экологическое состояние планеты все больше заботит умы не только ученых или представителей экологических организаций, но и рядовых граждан. Однако даже в Европе, страны которой позиционируют себя как лидеров производства экологически чистого сырья и продукции, доля изготовления натуральных полиолов составляет около 2-3% от объема производства полиэфирных смол на основе нефтепродуктов. А вот в России компания «Экотермикс» становится настоящим новатором, открывая производство натуральных полиэфирных смол на основе полиолов, полученных из растительных масел.
Экологически чистые полиэфирные смолы
Использование растительных масел в качестве основы для получения натуральных полиолов позволяет производить полиэфирные смолы с теми же свойствами (а иногда даже с более высокими показателями), что в случае использования нефтепродуктов. Именно такую технологию было решено принять за основу на собственном производстве «Экотермикс», так как получение экологически чистых полиолов из восстанавливаемого сырья положительно сказывается на экологическом состоянии планеты, позволяя сокращать объемы нефтедобычи.
- Полиол – основа, базовый компонент для получения двухкомпонентной полиэфирной смолы или твердого/вспененного полиуретана
Алкоксилирование и переэтерефикация – это две основные реакции, протекание которых обеспечивается передовым высокотехнологичным оборудованием в производственных условиях, и в результате которых можно получать полиолы, содержащие до 70-80% возобновляемых веществ. Фактически, это успешная попытка уйти от применения ископаемых и не возобновляемых ресурсов, переработка которых связана с нанесением значительного ущерба окружающей среде. Кроме того, это полная независимость от ситуации на нефтяном мировом рынке.
Плюсы использования натуральных полиолов и полиэфирных смол
Использование натуральных и экологически чистых полэфирных смол связано с целым рядом весомых преимуществ:
- Возможность снижения вредоносного воздействия на окружающую среду за счет снижения объемов нефтедобычи и нефтепереработки
- Полная безопасность продукта для человека и окружающей среды
- Дополнительная экономия материальных средств – зачастую натуральные полиэфирные смолы обходятся дешевле, нежели их аналоги, изготовленные из нефтехимического сырья
Компания «Экотермикс» предлагает вам натуральные полиолы исключительно высокого качества, изготовленные на основе растительных масел и продуктов переработки жестких полиуретановых пен. На их основе можно получать вспененные и жесткие полиуретаны, литьевые смолы. Произведенные на нашем производстве натуральные полиолы обеспечивают конечному продукту высочайшие эксплуатационные характеристики. При этом стоимость этих полиолов более чем привлекательна!
Области применения полиэфирных смол
- Смолы общего назначения;
- Смолы специального назначения;
- Смолы с малой эмиссией стирола;
- Смолы для искусственного камня;
- Смолы используемые в судостроении;
- Смолы для производства стеклопластика;
- Смолы трудногорючие и самозатухающие;
- Смолы для армирования акрилового и АБС/ПММА листа;
- Смолы используемые в автомобильной промышленности.
какие выпускаются, виды и свойства
При изготовлении широкого спектра полимерных изделий, пластиковых каких-либо деталей, армированных стекловолокном, не обходятся без смол, а именно полиэфирных.
При изготовлении широкого спектра полимерных изделий, пластиковых каких-либо деталей, армированных стекловолокном, не обходятся без смол, а именно полиэфирных. Если не учитывать ряд подробностей, их выводят из нефтепродуктов, когда из черного золота выделяют такие компоненты как пропилен, бензол, этилен. После сложных химических реакций с участием перечисленных веществ, их смешивания и уваривания, получают смоляную основу. Что же еще добавляют для производства готового к применению продукта?
Разновидности продукции
Чтобы получить нужную жидкость, добавляют растворитель – стирол. Заметим, что он токсичен, именно поэтому с большинством полиэфирок работают в средствах индивидуальной защиты. Но выпускаются сегодня и варианты безопасные для здоровья и окружающей среды – изготовленные из растительных масел. Самое главное, что они по своим характеристикам практически ничем не уступают классическим стирольным материалам.
Для придания составу нужных свойств еще вносят специальные добавки. Ими часто выступают пластификаторы, пигментирующие соединения, связующие. В продаже можно встретить и обычные жидкости, то есть без дополнительных вкраплений. Привлекают такие полиэфирные смолы ценой, но их с трудом можно назвать универсальными.
По применению, основным и дополнительным составляющим выделяют следующие составы:
- Ортофталевые. Общего назначения, не отличаются длительной коррозионной стойкостью.
- Изофталевые. Более устойчивые к корродирующим средам, проявляют устойчивость к кислотам и щелочам.
- Хлорэндиковые. Состоят из хлорэндикового ангидрида, кислоты, не боятся агрессивных включений (кроме щелочей), подходят для использования при высоких температурах (до 180 градусов по Цельсию).
Данная продукция востребована в машиностроении, судостроении, при изготовлении большого списка самых разных деталей, бытовых, производственных пластиковых атрибутов.
Чем примечательны винилэфирные составы
Мы еще не сказали о смоляных жидкостях, которые стали результатом реакции эпоксидных олигомеров с ненасыщенными органическими кислотами, что образуют одно целое благодаря стиролу. Речь идет о винилэфирных смолах. Как обычные полиэфирки, они прекрасно переносят кислоты, но плюс к этому отличаются превосходными адгезионными показателями, ударопрочные и огнестойкие. Конечно же, не разрушаются под воздействием опасных химических соединений, защищены от коррозионных очагов.
Преимущества
Широкое применение рассматриваемых составов вполне объяснимо. Во-первых, они являются одними из основополагающих компонентов при изготовлении стеклопластика. Во-вторых, интересны своими характеристиками. Здесь свою роль играет влагостойкость; адгезия к стекловолокну, бумаге, металлическим основаниям; длительная эксплуатация, в том числе в среде щелочей и других агрессивных включений. Также отметим такие достоинства как огнестойкость, совместимость с лакокрасочными покрытиями, ценовую доступность.
Ищете, где купить полиэфирную смолу? С этим вопросом тоже проблем не возникает, в интернете легко найдете магазины самых разных композитов, где представлена продукция как отдельно, так и в комплектах.
полиэфирных смол | BOYTEK A.Ş.
Проще говоря, полиэфирные смолы представляют собой ненасыщенные полимеры, образованные реакцией полифункциональных кислот и полифункциональных спиртов. Они классифицируются как насыщенные и ненасыщенные полиэфирные смолы в зависимости от их химической структуры. ПЭТ (полиэтилентерефталат) является распространенным примером насыщенной полиэфирной смолы. Этот материал проявляет пластичность, поэтому может подвергаться термической формовке.
Ненасыщенные полиэфирные смолы содержат двойную углерод-углеродную связь (C = C) в своей структуре, поэтому после отверждения они образуют сшитую структуру, которая не является обратимой.Такие материалы, которые образуют сшитую твердую и прочную структуру, называются «термореактивными» материалами. Полиэфирные смолы обычно твердые и хрупкие при комнатной температуре, если они не растворяются в стироле. Чтобы смолу можно было использовать и сшивать, ее растворяют в мономере стирола, а затем отверждают путем добавления пероксида. После добавления пероксида двойные связи мономера стирола реагируют с двойными связями, присутствующими в ненасыщенной полиэфирной смоле, с образованием прочного, долговечного термореактивного материала.
Существует много видов сырья для производства полиэфирных смол, и выбор полифункциональных спиртов и кислот обеспечивает различное разнообразие продуктов.Некоторые виды сырья очень хорошо известны в этом секторе, и они дают название стандартным смолам, используемым в композитной промышленности.
Ортофталевый полиэстер: Большинство полиэфирных смол на рынке имеют ортофталевую основу. У них средние характеристики и соотношение цена / качество. Они могут использоваться для приложений общего назначения, если не указано иное.
Изофталевый полиэфир: Эти типы смол содержат изофталевую кислоту в своей основе.Обычно они используются в целях химической стойкости. Изофталевая кислота дает смолы с высокой гидролитической стабильностью и химической стойкостью. Изофталевые полиэфиры обладают более высокой механической и термостойкостью по сравнению с ортофталевыми смолами. Хотя не существует установленного правила, иногда смолы, содержащие небольшое количество изофталевой кислоты, также называются и продаются как изофталевые смолы. Изофталевые полиэфиры Boytek всегда на 100% изофталевые и никогда не смешиваются с ортофталевыми.
NPG Полиэстер: Эти смолы содержат неопентилгликоль в качестве компонента гликоля и в основном объединены с изофталевой кислотой для производства прочных смол для производства гелькоутов.НПГ улучшает атмосферостойкость, УФ- и термостойкость смол.
DCPD Полиэфир: DCPD — интересная молекула, которая может быть включена в основную цепь полиэфирной смолы посредством различных механизмов реакции. При правильном составлении и реакции смолы DCPD используются для получения смол с низкой вязкостью и низким содержанием стирола.
Полиэфирные смолы ненасыщенные — Большая Химическая Энциклопедия
Ненасыщенные полиэфирные смолы.Ненасыщенные полиэфирные смолы широко используются в качестве армированных волокном пластиков, материалов для покрытий, кордов шин, пленок, а также литейных или формовочных смол. Органические титанаты, такие как TYZOR TPT, TYZOR TBT или TYZOR TOT, могут использоваться для катализирования получения смол, которое включает полиэтерификацию смеси a- и p-ненасыщенных многоосновных кислот, таких как малеиновая или фумадовая кислота, и алицидной кислоты. многоосновные кислоты, такие как адипиновая или изофталевая кислота с многоатомных спиртов (489). [Стр.162]Полиэфирная смола, ненасыщенная.См. Полиэфирная смола, термореактивная … [Pg.1294]
Синонимы Полиэфирная смола, ненасыщенная Полиэфирная, ненасыщенная, ненасыщенная полиэфирная смола UPR … [Pg.3468]
Plastic Construction Ltd, 281 Plastizising, 2, 5, 253 Plastics Совет по обучению обрабатывающей промышленности, PPITB, 13, 19 Полибутадиен, 222 Поликарбонат, 5, 37, 38, 40, 57 Полихлоропрен, 222 Полиэфирные смолы, ненасыщенные, 161 в HST, 191 … [Pg.342]
Ненасыщенные полиэфирные смолы . Ненасыщенные полиэфирные смолы на основе DCPD получают путем взаимодействия гликолей, малеинового ангидрида и DCPD (12).Существует как минимум четыре различных метода (12,53) изготовления полиэфиров на основе DCPD. Обычно это двухэтапные пакетные процессы. В одном обычно используемом методе гликоль и малеиновый ангидрид сначала дают прореагировать при температуре ниже 150 ° C, обычно около 130 ° C. Затем к смеси добавляют DCPD и температуру в реакторе постепенно повышают до 200 ° C. После достижения кислотного числа от 30 до 40 полиэфиру дают остыть и разбавляют смесью стирола и ингибиторов.[Pg.2075]
Используется в качестве волокон, особенно в текстильных изделиях и пленках. Важны многие другие полиэфирные полимеры, например ненасыщенные полиэфирные смолы из фталевого ангидрида, пропиленгликоля и малеинового ангидрида, используемые для армирования лодок, автомобилей и т. д. (алкидные смолы). Производство США в 1983 году 1-7 мегатонн. [Pg.320]
Органические пероксиды широко используются для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол и полимеризации мономеров, имеющих винильную ненасыщенность. Связь -O-O- расщепляется на свободные радикалы, которые могут инициировать полимеризацию или сшивание различных мономеров или полимеров.[Pg.1011]
Алкиды состоят из полиэфирных смол, сшивающих мономеров и наполнителей из минерала или стекла. Ненасыщенные полиэфирные смолы, используемые для термореактивных алкидов, являются продуктами реакции полифункциональных органических спиртов (гликолей) и двухосновных органических кислот. [Pg.1013]
СПИРТЫ, ВЫСОКОГОЛИФАТИЧЕСКИЕ — ОБСЛЕДОВАНИЕ И ПРИРОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО] (Voll) Ненасыщенные полиэфирные смолы … [Pg.1038]
| Полиэстер Смолы | |||||||||||||||||
Полиэстер Материал
Информация: | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
Ненасыщенная полиэфирная смола | Полент
Вы можете определить полиэфирную смолу как полимер, полученный реакцией поликонденсации между поликислотами и полиспиртами.Образование воды — побочный продукт процесса поликонденсации . В частности, ненасыщенная полиэфирная смола , также известная под английской аббревиатурой UPR , представляет собой легко поддающийся печати жидкий полимер, который после отверждения (сшитый стиролом с использованием определенных веществ, органических пероксидов, называемых отвердителями), сохраняет твердую форму, полученную в форме. Реализованные таким образом изделия обладают исключительными характеристиками прочности и долговечности. Ненасыщенные полиэфирные смолы в основном используются в сочетании с армирующими материалами, такими как стекловолокно , которые дают жизнь FRP (аббревиатура от английского), полиэфир, армированный стекловолокном, более известный под названием fiberglass .В этом случае полиэфирная смола выполняет функцию матрицы, направляя силы, приложенные к материалу, к волокнам, которые предназначены для противодействия этим силам, увеличивая прочность и предотвращая поломку продукта. Жидкая ненасыщенная полиэфирная смола вместе со стеклянными волокнами или отдельно от них может быть заполнена порошками или гранулами различных размеров, которые придают детали жесткости и характеристик сопротивления или эстетических качеств имитации натурального мрамора и камней, иногда с лучшие результаты.Ненасыщенная полиэфирная смола с большим успехом используется во многих отраслях промышленности, например, в водном спорте для создания катеров для виндсерфинга и прогулочных катеров. Этот полимер стал центром настоящей революции в судостроении, потому что он может обеспечить отличные характеристики и очень высокую гибкость использования. Ненасыщенные полиэфирные смолы также широко используются в автомобильной промышленности (автомобилестроение) из-за их большой универсальности конструкции, легкого веса, более низких системных затрат и механической прочности.Этот материал также используется для строительства, особенно при производстве плит для плит, черепицы для крыш, аксессуаров для ванных комнат, а также труб, каналов и резервуаров.Ненасыщенные полиэфирные смолы: характеристики
Основные характеристики ненасыщенных полиэфирных смол серии включают: Жидкие, в их употреблении:- Плохая линейная усадка
- Отличная смачиваемость волокон и зарядов
- Холодная сшивка с добавлением отвердителя
- Минимизация эффекта провисания при вертикальной стратификации (тиксотропные свойства)
- Исключительная легкость
- Жесткость
- Хорошая электроизоляция
- Стабильность размеров при изменении температуры
- Более высокое соотношение прочности и веса, чем у стали
- Химическая стойкость
- Отличная обработка поверхности
- Водоотталкивающая способность
- Устойчивость к износу и высоким температурам
- Хорошая механическая стойкость
Ненасыщенная полиэфирная смола: области применения
Области применения ненасыщенной полиэфирной смолы разнообразны. Полиэфирные смолы на самом деле представляют собой одно из абсолютных соединений, используемых в широком диапазоне отраслей промышленности. Наиболее важными из них являются:- Композиционные материалы
- Краски для дерева
- Плоские ламинированные панели, гофрированные панели, ребристые панели
- Гель-покрытие для лодок, автомобилей и сантехники
- Красящие пасты, шпатлевки, штукатурки, шпатлевки и химические анкеры
- Материалы композитные самозатухающие
- Кварц, мрамор и искусственный цемент