Эпоксидная смола- гарантия качества изделия?

Для начала немного теории. В полимерных КМ матрица служит для передачи и перераспределения механических усилий между волокнами, а так же для защиты волокна от внешних воздействий. Матрица (связующее) делится на два типа: термопластичная и термореактивная.

Термопласты (полипропилен, нейлон) отличаются тем, что могут размягчиться при нагреве а затем снова принять твердое состояние при охлаждении, причем эти циклы размягчения и отверждения могут повторяться множество раз.

Термореактивы. Отличительной чертой всех термореактивных связующих является образование сетчатых структур в результате химической реакции. В случае с отверждением термореактивов происходит необратимая реакция и изделие получается жестким и неплавким.

Содержание

Преимущества связующего

Некоторые производители указывают использование эпоксидного, а не полиэфирного связующего как гарантию качества своей продукции. И это правильно, так как самые высокоэффективные составы доступные в настоящее время относятся к семейству эпоксидных. Их достоинствами являются: хорошая адгезия к большинству наполнителей, отсутствие выделения летучих побочных продуктов при реакции отверждения, хорошие электроизоляционные показатели. Эпоксиды превосходят все другие типы полимерных матриц по механическим свойствам и имеют более высокую стойкость к разрушению под воздействием окружающей среды. Связующее идеально при производстве лодок, так как неограниченно устойчиво к морской воде. Малая усадка во время отверждения минимизирует внутренние напряжения в изделии. А наличие кольцевых групп в молекуле эпоксида, вместо линейных, обеспечивает изделию хорошую жесткость, прочность и теплостойкость.

Виды эпоксидной смолы

Химическая структура простого эпоксида состоит из атома кислорода соединенного с двумя атомами углерода, которые уже соединены между собой определенным образом.

Виды по способу получения

Эпоксидные соединения обычно получают взаимодействием протодонорных соединений (фенолы, спирты, амины, карбоновые кислоты) с эпихлоргидрином. Наибольшее распространение в промышленности получили диановые эпоксидные смолы. Так же применяются эпоксиноволачные, эпоксиуретановые и циклоалифатические эпоксиды.

По способу применения

На данный момент разработано большое количество разных типов эпоксидных связующих в зависимости от технологии изготовления изделия до сферы применения.

Так, по технологии изготовления изделий, их можно разделить на:

Составы для вакуумной инфузии. Такие составы отличаются более низкой вязкостью.
Смеси для ручного — контактного формования. Эти связующие с менее токсичными отвердителями, способны отверждаться при низких температурах.
Составы для вакуумного формования.
Составы для ремонта. Применяются для увеличения несущей способности опор мостов, колонн и других элементов конструкций. Так же существуют специальные составы для заделки трещин (содержащие бифункциональный разбавитель) и ремонта труб.
Смеси для производства консервных лаков.
Связующие для изготовления декоративных изделий. Такие системы не склонны к пожелтению.

Эпоксидные смолы могут также различаться по:

форме поставки (твердая, полутвердая, раствор, жидкость).
Применяемому отвердителю ( амины, полиамиды, фенольные…)

В зависимости от отверждающего агента, данные смолы могут отверждаются при температуре от 5 °С до 150 °С. Так же существуют составы для отверждения под водой.

Эпоксидная смола — вред для здоровья

Вообще, правильно отвержденная смола при нормальных условиях не токсична. О чем говорят составы смол для изготовления резервуаров под жидкости для производства консервных лаков. В зависимости от области применения изделия можно подобрать составы, отвечающие самым жестким санитарно-гигиеническим нормам.

Совсем другой вопрос, вред в процессе изготовления изделия. Диановые эпоксидные смолы, на чью долю приходится до 90% производства всех эпоксидок являются наименее токсичными, токсичность смолы (композиции) в целом обусловлена токсичностью входящих в ее состав компонентов (отвердители, разбавители) они то могут быть очень опасными для здоровья рабочих.

Важно выполнять основные правила безопасности:

Работа должна проводиться в хорошо вентилируемом помещении
Обязательны средства индивидуальной защиты. Респираторы должны быть предназначены для паров органических веществ, входящих в состав именно вашей смеси.
Полностью исключить контакт смолы с кожей.
Строго придерживаться инструкции по добавлению отвердителя, так как процесс сшивки проходит с выделением тепла.

не стоит так же забывать о потенциальной пожароопасности данных связующих.

Соотношение компонентов в связующем

Многие спрашивают, что будет, если добавить мало отвердителя или наоборот при смешивании. Дело в том, что молекулы амина (наиболее распространенный отвердитель для эпоксидной смолы) вступают в реакцию с молекулами эпоксида в фиксированном соотношении. Если смола и отвердитель смешаны в неправильном соотношении, части не вступившие в реакцию, останутся внутри смеси и будут оказывать негативное влияние на конечные свойства изделия после отверждения. Поэтому для каждого вида продукции производитель указывает точное соотношение компонентов, которого необходимо строго придерживаться.

В заключение

Невозможно полностью осветить тему эпоксидных связующих в рамках одной статьи. Существует масса тонкостей при хранении и использовании. При неправильных режимах отверждения, годное с виду изделие, может не достигнуть и 50% от своей теоретической прочности. А некоторые типы растворителей являются прекурсором наркотических веществ оборот которых в Российской Федерации ограничен и в отношении которых устанавливаются меры контроля.

Буду признателен за любую обратную связь. Спасибо!