Смола эпоксидная плотность. Полимерный материал

Смола эпоксидная плотность. Полимерный материал

Многие мастера, начинающие свою деятельность с незнакомого материала, интересуются его составом, методами получения, свойствами и характеристиками. Такие знания дают возможность оперировать методиками подготовки состава, чтобы получить и выделить то или иное свойство. Постараемся ответить на вопрос об эпоксидке, не муссируя сложные химические термины.

Эпоксидная смола – сложное химическое соединение, образованное на основе олигомеров, содержащих эпоксидные группы. При соединении с аминами или кислотами происходит реакция полимеризации, в результате которой образуются сшитые полимеры. Основным химическим элементом в основе эпоксидки является эпихлоргидрин. При поликонденсации его с бисфенолом-А получается смола.

Без отвердителя эпоксидная смола практического интереса не представляет. Ее свойства, востребованные в промышленности и в быту, проявляются только после протекания реакции полимеризации. Так как свойства смол могут разниться, то и назначение этих материалов весьма различно, от заливочных компаундов, до клеевых составов. Варьировать свойствами можно при смешивании компонентов, однако современные производители еще на стадии производства смолы вносят в основной состав наполнители .

• Алебастр или цемент способны повысить прочность полимера, уплотняя его структуру. При необходимости в основной компонент может добавляться до 40% порошковых наполнителей.
• Мелкозернистая микросфера предназначена для снижения плотности смолы. Наполнитель представлен шариками из порошка, плотность которых ниже плотности полимера. В результате можно получить «воздушную» массу с относительно низкой плотностью.
• Стекловолокно или хлопковое волокно выполняет армирующую функцию. Вязкость смолы при добавлении волокна повышается, однако текучесть способствует заполнению всех полостей и пор. Такие наполнители используют при производстве стеклопластиков и прочих композитных материалов.
• Измельченная древесина является альтернативой микросферы. Натуральный компонент менее дорогой, по сравнению с синтетическим, ведь древесная крошка, в большинстве своем, является отходом на деревообрабатывающих предприятиях.
• Аэросил повышает тиксотропность смолы. Тиксотропность – это способность повышать свою вязкость (загустевать) в статичном состоянии. Примечательно то, что смола вновь становится текучей после перемешивания. Аэросил (диоксид кремния) в виде порошка применяют против образования потеков с вертикальных поверхностей.
• Графит добавляется, как пигмент. С ним смола приобретает характерный серый оттенок. Также в роли пигментных порошков выступает алюминиевая пудра или двуокись титана.

Эпоксидная смола термостойкость. Огнеупорные смолы

Существуют огнеупорные смолы, это, в первую очередь, безгалогенные KDP-555MC80, KDP-540MC75, KDP-550MC65. Первые цифры в индексе после буквосочетания KDP означают критическую температуру, которую может выдержать эта смола, при ее использования в качестве связывающего каких-нибудь композитов. Основная область применения таких огнеупорных смол – авиационная и космическая промышленности, где материалы, сделанные с использованием KDP, применяются в изготовление внешних контуров крыльев, обтекателей, выдерживающих большие динамические нагрузки управляющих полетом стабилизаторов, элеронов и лонжеронов.

Немалую долю в огнестойкость таких материалов вносят углепластики, которые способны выдержать и кратно высокие температуры. Но сама основа приобретает огнеупорные свойства, в первую очередь, из-за вносимых в нее в процессе полимеризации добавок в виде элементоорганических соединений. В первую очередь – кремнийорганики.

Во время модификации эпоксидной смолы этими элементами происходит изменение многих свойств такой смолы, и часто весьма существенное. Изменения не проходят даром, при сохранении главного параметра в виде термостойкости требуется обычно еще какой-нибудь один. Например, сохранение некоторой пластичности или стабильности свойств смолы как диэлектрика, притом в широком температурном диапазоне. Обычно этого добиваются включением в полимерную цепочку ациклических диэпоксидов вместо основы диановых смол, но тогда увеличивается хрупкость изделий из такой смолы.

Обычно, чем больше числовой индекс у эпоксидных смол (ЭД 16, 20, 22) тем вернее под воздействием запредельно-высоких температур состоится переход застывшей, полимеризированной формы смолы сразу в деструктивно-кристаллическое состояние, с предварительным растрескиванием монолита. Перехода в какое-то жидкое агрегатное состояние в поведении смолы не предусмотрено. Возможно разве что некоторое предварительное размягчение, смолы деформируются.

Более стойким к воздействию высоких температур оказываются смолы с числовыми индексами ЭД-6 и ЭД-15. При воздействии относительно низких температур в пределах 200-250°C градусов изделия из такой смолы начинают выделять газообразные продукты и бесцветную вязкую жидкость. Это следствие процессов, обратных полимеризации, которая происходила при отверждении продукта. О полноценной обратной реакции речи, конечно, не идет, процессы деструкции преобладают над «расшивкой» молекул, а указанная температура в ее верхнем пределе является критической и предраспадной. При длительности ее воздействия более часа, а тем более при ее повышении, процессы распада эпоксидных компонентов делаются необратимыми, с резким падением всех присущих материалу свойств.

Самые термостойкие материалы эпоксидного ряда получают синтезом фторированных дифенилолпропанов. Эти вещества играют роль скрытых, или латентных отвердителей, химически-нейтральных к смоле при комнатной температуре, но начинающими активно работать на полимеризацию смолы при воздействии на нее температуры в 100°C и более градусов, когда начинают меняться ее химические и физические свойства. К ним относят дициандиамид, меломин, изофталилдигидразид.

Именно изделия из этих эпоксидных смол, с введенными в них пластификаторами кремнийорганического ряда, ставятся в качестве головок обтекателей у выводимых на орбиту кораблей, пускаются на армированные углепластиком элементы динамического управления ракетоносителями и сверхзвуковыми самолетами.

В перспективе разработка элементов силового каркаса элементов управления гиперзвуковыми аппаратами. Верхний предел температуры для них превышает на настоящий момент 550°C градусов. Хотя этого, конечно, мало, но и химики не стоят на месте, разрабатываются новые методы усовершенствования физических свойств олигомеров. Перспективным представляется направление с введением в состав эпоксидных полимеров мелкодисперсных порошков из тугоплавких металлов или их карбидов, например, карбида вольфрама.

Эпоксидная смола температура. Как температура влияет на работу с эпоксидной смолой?

Температура — один из наиболее важных факторов, влияющих на правильное отверждение эпоксидной смолы. Идеальная температура рабочей эпоксидной смолы и воздуха в помещении немного выше комнатной температуры: 24-30°C.

Что станет со смолой при более низкой температуре?

При комнатной температуре эпоксидная смола кристально чистая и имеет консистенцию жидкого меда. Холодная смола становится густой и комковатой, что затрудняет работу с ней. Также холодная эпоксидка может принять мутный молочный вид из-за тысяч микропузырьков, вызванных холодом. От этих многочисленных микропузырей будет довольно сложно избавиться.

Для отверждения смолы в холодном рабочем помещении потребуется гораздо больше времени. Она может оставаться липкой в течение многих дней и даже может не застыть вовсе. Если с вашей эпоксидкой это произошло, переместите работу в более теплое место или увеличьте температуру в помещении. При температуре 24-30°C смола должна высохнуть до отлипания за 24 часа.

Как увеличить температуру?

Мы рекомендуем заранее готовиться к работе с эпоксидной смолой, особенно в холодные зимние месяцы. Заранее включите обогреватель, чтобы прогреть помещение. Оставьте смолу в прогреваемой комнате, чтобы она также достигла оптимальной температуры.

Если перед началом работы смола все еще холодная, согрейте ее на водяной бане:

• поместите плотно закрытые бутылки со смолой и отвердителем в емкость с горячей (не кипящей) водой
• дайте им постоять в воде 15-20 минут (время будет зависеть от того, насколько холодной была смола и насколько горячей является вода)
• тщательно высушите бутылки перед тем, как их открывать (потому что даже одна капля воды в смоле или отвердителе может привести к помутнению)
• поскольку нагревание ускоряет отверждение, помните, что нагревание эпоксидки на водяной бане сокращает ваше 45-минутное рабочее время примерно на 10 минут.

Какие еще условия важны для правильного затвердевания эпоксидной смолы?

Если для смешивания эпоксидной смолы важны теплые и сухие условия (24-30°C и 50% влажность), то для правильного отверждения важен еще один фактор — температурная стабильность.

Первые 24 часа отверждения имеют решающее значение, поэтому помещение должно оставаться теплым, сухим и стабильным, без колебаний и перепадов температуры.

Например, поместить изделие с застывающей смолой возле окна в солнечный день кажется отличной идеей. Но когда наступит ночь и температура резко упадет, может образоваться так называемый эффект «апельсиновой корки»: на поверхности появятся ямочки, неровности или волны.

Какова оптимальная температура хранения эпоксидной смолы?

Храните емкости со смолой и отвердителем в темном месте вдали от прямых солнечных лучей при комнатной или чуть ниже (20°C) температуре.

Итак, помните, что при работе с эпоксидной смолой важно соблюдать 3 важных условия :

• Температура: 24-30°C
• Влажность: идеальная влажность 50%, но любая влажность ниже 85% так же допустима
• Стабильность: никаких колебаний температуры в течение первых 24 часов

Следуйте этим простым советам и получите идеальную поверхность эпоксидной смолы! Удачи!

Эпоксидная смола температурный диапазон. Свойства

Область применения эпоксидного клея определяется его физико-химическими свойствами. Разные марки материала отличаются доминированием того или иного показателя, однако можно выделить ряд качеств, присущих любому клеевому составу.

• Теплостойкость. Склеенные детали могут работать и эксплуатироваться в условиях повышенных температур. Смола не меняет своих свойств даже при температуре 250°C градусов.
• Морозостойкость. Нижний предел температурного диапазона достигает -20°C градусов.
• Эпоксидка обладает устойчивостью к химически активным веществам, что позволяет обрабатывать изделия любыми чистящими средствами и прочими средствами бытовой химии.
• Эластичность. При наличии пластификаторов клеевой шов способен удерживать детали, подвергающиеся незначительному смещению.
• Смола не дает усадки после отверждения. Это свойство присуще не только клеям, но и компаундам. В результате отверждения не возникает трещин и разрывов в слоях.
• Шов из смолы не пропускает воду. Иногда эпоксидный клей используют, как универсальный материал для гидроизоляции.
• Адгезия. Полимер в различных его модификациях известен своими высокими показателями адгезии. Таким клеем можно склеивать даже бетон и древесину. Полный же перечень материалов, которые позволяет клеить эпоксидка, весьма объемный, поэтому проще указать исключения.
• Клеевой шов обрабатывается вместе с основным материалом. Его покрывают лаками и красками. Он подлежит шлифовке (в пределах допустимого).
• Не проводит электрический ток, поэтому используется в качестве изолятора.

Источник: https://doma-otido.ru/novosti/epoksidnaya-smola-plotnost-epoksidnaya-smola-ed-20

Плотность смолы. 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.