Виды эпоксидных смол

Внимание! Статья не проходила научную редактуру. Она может содержать ошибки и неточности. Перед чтением ознакомьтесь с отказом об ответственности.

Какие бывают виды эпоксидных смол

Эпоксидные смолы разделяют на несколько классов. Разделение у разных авторов (в разных источниках) происходит по-разному: на основе функциональности, на основе состава исходных компонентов или по коммерческой значимости.

Рассмотрим каждый класс по отдельности:

ЭпоксиДИАНовые смолы.

Этот класс смол назван так потому, что синтезирован на основе Бисфенола А (он же -диан) и эпихлоргидрина.

бОльшая часть эпоксидных смол на рынке (более 80%) – это эпоксидиановые смолы. Смолы: ЭД-20; Eplikote 828; DER 330 – все это эпоксидиановые смолы.

Они применяются в качестве клеев, покрытий, связующих для полимерных композиционных материалов.

Могут отверждаться с помощью большого количества разных отверждающих агентов.

Эпоксидные смолы на основе бисфенола F.

Если сравнить химическое строение смол на основе бисфенола А и F, видно, что в смоле на основе бисфенола F вместо структурного

фрагмента: СН3- С — СН3

присутствует фрагмент: -СН₂—

Даже это небольшое изменение в структуре позволяет формировать более эластичные материалы на смоле с бисфенолом F. Эпоксидные смолы на основе Бисфенола F имеют ряд отличий от смол на основе Бисфенола А.

Итак, смолы на основе Бисфенола F:

• Устойчивы к более широкому спектру агрессивных химических веществ;
• Имеют в несколько раз более низкую вязкость;
• Температура размягчения ниже;
• Стоимость производства выше, чем у диановых смол;
• Отверждаются теми же отвердителями что и диановые смолы.
• Более функциональны, могут отверждаться при комнатной температуре.

Смолы на бисфеноле F часто используются в сочетании со смолами на основе бисфенола А для снижения вязкости или модификации каких-либо свойств.

Эпоксиноволачные смолы (epoxy novolac resin)

Как видно из химической структуры, одна молекула эпоксиноволачной смолы содержит множество эпоксидных групп.

Так как в реакцию с отвердителем вступают именно эпоксдиные группы, эпоксиноволаки отверждаются с высокой степенью сшивки. Благодаря этому они имеют увеличенную стабильность механических и электрических показателей при повышенных температурах. Применяются при изготовлении теплостойких и химически стойких связующих.

Так же молекула эпоксиноволака не содержит гидроксильных групп.

Отверждение этих смол требует подбора режима с длительной выдержкой при повышенных температурах.

Однако, эпоксидные новолаки также образуют очень жесткие и хрупкие полимеры после полного отверждения из-за их высокой плотности сшивки.

По этой причине они часто используются в качестве модификаторов, а не в качестве основного полимера.

Эпоксидные смолы на основе три- и тетрафенолов

Если смолы на основе Бисфенолов А, F и эпоксиноволачные смолы относились к смолам на основе ди- фенолов, есть смолы на основе три- и тетра фенолов.

Химическая структура этих олигомеров представляет жестких каркас с высоким содержанием ароматических колец.

Такая структура полимера дает высокую теплостойкость. Эти смолы используются для получения высокотемпературных материалов.

Химическая стойкость и влагостойкость так же довольно высока.

Эпоксидные смолы на основе резорцина

В качестве исходных компонентов для изготовления смол этого класса используют резорцин или его производные. Резорцин – это двухатомный фенол (фенол с двумя ОН группами).

Смолы этого класса низковязкие (жидкие), имеют низкую степень полимеризации. Имеют улучшенные прочностные характеристики, обладают хорошими адгезионными свойствами. Характеризуются повышенной теплостойкостью, отверждаются легче, чем диановые.

Алифатические эпоксидные смолы

Это низкомолекулярные эпоксидные смолы, которые характеризуются наличием алифатических цепей.

Эти смолы имеют низкую вязкость, хорошо совместимы с большинством эпоксидных смол.

При отверждении алифатических эпоксидов образуются очень эластичные полимеры (15-18% удлинения). В связи с этим, такие смолы добавляют в композицию как модификатор, для получения связующих с высокой вибро- или удароустойчивостью.

Однако, при введении даже небольшого количества алифатических смол в систему, снижается влаго- и теплостойкость конечного полимера.

Циклоалифатические (алициклические) эпоксидные смолы

В структуре циклоалифатических эпоксидных смол имеются неароматические ненасыщенные кольца.

Циклоалифатические эпоксидные смолы, содержат в структуре кислородные атомы, связанные с углеродными атомами циклоалифатического кольца. С этим связаны такие специфические свойства отвержденных циклоалифатических эпоксидных смол, как высокая теплостойкость, высокая дуго- и трещиностойкость, стойкость к воздействию УФ-облучения.

Азотосодержащие эпоксидные смолы

Тетрофункциональная азотсодержащая смола марки ЭМДА

Имеют высокую реакционную способность, взаимодействуют с отвердителями при невысоких температурах. Обладают повышенной теплостойкостью.

Как правило, имеют уменьшенный срок хранения. Стоимость данного класса смол гораздо выше смол на основе бисфенола А.

Галогенсодержащие эпоксидные смолы

В промышленности так же используются эпоксидные смолы с введенными в молекулярный состав различными галогенами для повышения огнестойкости эпоксидной смолы. В основном, это смолы содержащие хлор или бром в ароматических ядрах или боковых цепях.