Епоксидна смола

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Двокомпонентна система (епоксид і затверджувач смоли в картриджах, обладнаних змішувачем)
Шприц "5 хвилин" поліепоксидної смоли, який містить окремі відсіки для кожного з двох компонентів

Поліепоксидна смола (також епоксидна смола, що є не зовсім правильно) — синтетичні термореактивні смоли, що являють собою пластикові маси епоксиду, полімеризація молекул яких відбувається при додаванні каталізатора (отверджувач), в результаті чого маса необоротно твердне (зшивання полімерів). Затверділа маса є неплавкою.

Застосування[ред.ред. код]

Поліепоксидні смоли — це універсальні синтетичні продукти, вироби на основі яких характеризуються непоганими захисними, адгезійними, фізико-механічними та діелектричними властивостями.[1] Тому такі сполуки використовують для створення захисних покриттів, клеїв, герметиків, заливних компаундів, лакофарбових виробів, армованих пластиків.[2][3] Серед властивостей поліепоксидних смол — значна адгезію до металевої основи, технологічність під час формування у вигляді покриттів на довговимірних поверхнях складного профілю.[4]

На основі поліепоксидних смол виготовляють композитні матеріали, які мають високу ремонтоздатність за рахунок неодноразового відновлення поверхонь деталей композитами, що використовують, як покриття.[4]

У ряді випадків поліепоксидні смоли використовують для створення найбільш відповідальних виробів.[3]

Питома міцність і питома жорсткість багатьох епоксидних композитів у декілька разів перевищують відповідні показники найкращих сортів сталі і титану, що дозволяє ефективно використовувати їх в тих галузях техніки, в яких важливе значення має маса конструкції: авіаційній, ракетній, космічній, транспортній.[3]

На основі епоксидної і амінової смол виготовляються двокомпонентні клеї-шпаклівки (епоксиамінні композити), які в просторіччі називають "Швидка сталь". До продажу поступають у вигляді "ковбасок", від яких достатньо відламати необхідну кількість продукту, розім'яти мокрими руками до однорідного стану і, відчувши, що суміш злегка розігрілася, зкористатись нею за призначенням. Через 15 хвилин маса починає затвердівати, а через годину її вже можна обробляти — в тому числі і напильником, свердлити.

Характеризуються доброю адгезією до металів і гірських порід; у гірничій справі застосовуються в технологіях ізоляції припливу пластових вод, кріплення привибійних зон.

Переваги[ред.ред. код]

Переваги епоксидних смол, які роблять їх незамінними зв'язуючими для високоміцних композитів: низька лінійна усадка (менше 2%); відсутність низькомолекулярних продуктів отвердження; висока адгезія, яка перевищує адгезію більшості інших смол (висока адгезія пов'язана з порівняно високою полярністю і здатністю епоксидних груп до хімічної взаємодії з поверхнею багатьох матеріалів); можливість отримання епоксидних смол у різному фізичному стані — від твердих до низьков'язких, що дозволяє використовувати різноманітні технологічні прийоми; високі механічні показники, що перевищують показники інших сітчастих полімерів; високі електричні характеристики в широкому температурному інтервалі; можливість отримання монолітних виробів і конструкцій; водо- і хімічна стійкість.[5]

Недоліки[ред.ред. код]

До недоліків епоксидних зв'язуючих можна віднести їх високу вартість і токсичність.[3]

Модифікування[ред.ред. код]

Для покращення деяких експлуатаційних показників виробів на основі поліепоксидних смол, а також з метою здешевлення таких виробів епоксиди модифікують як низькомолекулярними сполуками, так і полімерами.

Модифіковані епоксидні смоли поєднують в собі низку властивостей, притаманних таким сполукам. Щоб досягти потрібних властивостей, необхідно, щоб всі складові полімерної суміші, до складу яких входять модифіковані епоксидні смоли, були між собою хімічно зв'язаними.[6]

З метою сумісності епоксидних смол з ненасиченими полімерами (олігомерами), епоксиди модифікують гідропероксидами.[7] Синтезовані при цьому сполуки містять у своїй структурі фрагменти пероксиду й епоксидні групи.[8][9] Це дає можливість використовувати їх як активні додатки полімерних сумішей на основі промислових діанових епоксидних смол і олігоестеракрилатів.[10] Структурування епоксиолігоестерних сумішей, що містять як активний додаток модифікований гідропероксидом епоксидний олігомер, відбувається за участю як епоксидних, так і пероксидних груп.[11] Це дає змогу підвищувати як твердість виробів, так і вміст у них гель-фракції.

Фосфати, оксид алюмінію, гідроксид алюмінію та магнію, модифіковані диметилфосфітом застосовують для підвищення вогнестійкості епоксиамінних композицій (але вони мають низьку міцність).

Отверджувачі-каталізатори[ред.ред. код]

Затвердником суміші може слугувати поліетиленполіамін.

Аліфатичні аміни:
- етилендіамін,
- діетилентріамін,
- триетилентетрамін,
- Ізофорондіамін;

З ароматичних амінів:
- метилендіанілін;

Алюмлфосфат можна використовувати як модифікатор і отвердник епоксиамінних композитів і як отверджувач епоксидних олігомерів.[12]

Товарні продукти[ред.ред. код]

  • Діанова ЕД-20 — промислова епоксидна смола. Характеризується молекулярною масою (Mn) 390 г/моль та епоксидним числом (е.ч.) 20,0 %.

Здоров'я та безпека[ред.ред. код]


Примітки[ред.ред. код]

  1. Братичак М.М., Базиляк Л.І., Братичак Мих. Мих. Вивчення будови пероксидних похідних епоксидних смол методами ІЧ- та ПМР-спектроскопії // Укр. хім. журнал. – 2003. – Т.69, № 5. – С. 55–60
  2. Червінський Т.І., Братичак М.М. Вивчення реакції хімічної модифікації діанової епоксидної смоли ЕД-20 гідропероксидом трет-бутилу в присутності 18-краун-6 // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». Хімія, технологія речовин та їх застосування. – 2003. – № 488. –С. 356– 359
  3. а б в г В.О. Краля, О.М. Джоган, О.П. Костенко Модифікація зв'язуючого ЕДТ-69Н для покращення механічних характеристик пластиків // Вісник Національного авіаційного університету. Науковий журнал. — 1(50)-2012
  4. а б А.В.Букетов Основи формуванні і застосування захисних полімерних покриттів // Наукові нотатки. Збірник наукових праць
  5. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции / И.З. Чернин, Ф.М. Смехов, Ю.В. Жердев. – М.: Химия, 1982. – 232 с.
  6. Братичак М.М., Шищак О.В., Носова Н.Г., Братичак Мих. Мих., Червінський Т.І. Струк- турування епокси-олігомерних сумішей у присутності (3-амінопропіл) триетоксисилану. // Укр. хім. журнал. – 2007. – Т.73, №4. –С. 121–126
  7. Firdous Habib and Madhu Bajpai. UV Curable Heat Resistant Epoxy Acrylate Coatings // Chemistry and Chemical Technology. – 2010. т– Vol.4, № 3. – P.205–216
  8. Братичак М.М., Червінський Т.І., Гагін М.Б., Гевусь О.І., Кінаш Н.І. Хімічна модифікація епоксидних смол гідропероксидами в присутності каталітичної системи 18-краун-6+ZnCl2 // Укр. хім. журнал. – 2005. – Т.71, № 5. –С. 50–54
  9. Братичак М.М., Носова Н.Г., Червінський Т.І. Модифікація поверхні скла епоксиолігомерними сумішами, які містять пероксидну похідну епоксидної смоли ЕД-20 // Доповіді НАН України. – 2006. – № 9. – С. 140–145
  10. Братичак М.М., Кутень О.І., Гагін М.Б. Формування зшитих структур на основі епоксиполімерних композицій // Укр. хім. журнал. – 2005. – Т.71, № 6. – С. 124–127
  11. Братичак М.М., Червінський Т.І., Гагін М.Б., Намєснік Я., Кропідловська А. Структурування епокси-олігоестерних сумішей в присутності пероксидної похідної епоксидної смоли ЕД-20 // Укр. хім. журнал. – 2006. – Т.72, № 5. – С. 58–63
  12. Лєбєдєв Є.В., Шандрук М.І., Зінченко О.В. та ін. // Композиційні полімерні матеріали. - 2002. - 24, №1. - С.33-35

Див. також[ред.ред. код]