Производство, свойства и порядок работы с полиэфирными смолами

Характеристики эпоксидной смолы

• Механические свойства. Предел прочности эпоксидов на 20-30% выше, чем полиэфиров. Способность выдерживать напряжение и деформацию без повреждений гораздо сильнее. Прочность на изгиб и сопротивление нагрузкам чрезвычайно высоки.
• Клеевые свойства. При отверждении эпоксидка работает как мощный клей с высокой адгезией.
• Усадка. Эпоксиды дают незначительную усадку при затвердении.
• Водостойкость. Отвержденные эпоксидные полимеры водостойки.
• Срок годности. При правильном хранении смола не потеряет своих свойств в течение нескольких лет.
• Полимеризация. На отверждение эпоксидки влияют только отвердитель и температура. В среднем при комнатной температуре 22-25°С смола затвердевает за 24 часа. Добавлять больше отвердителя с целью ускорить отверждение не стоит, жидкость может не отвердеть вовсе. Сократить время сушки можно, увеличив температуру в помещении. При увеличении температуры на 10 градусов скорость полимеризации удваивается. Но не стоит устанавливать температуру выше 40 градусов.
• Запах. При отверждении смола не выделяет ярко выраженного запаха.
• Закипание. При сильном нагревании эпоксидка может закипеть и стать непригодной.
• Долговечность. Затвердевшие эпоксидные полимеры устойчивы к износу, растрескиванию, отслаиванию, коррозии, образованию микротрещин и плесени.
• Устойчивость к УФ. Сам по себе полимер не устойчив к ультрафиолетовому излучению. Хотя некоторые марки содержат добавки, повышающие резистентность к УФ. Однако лучший способ защитить поверхность от пожелтения и разрушения, покрыть УФ-стойким полиуретановым лаком.
• Сложность применения. Для работы с эпоксидкой требуется опыт нанесения и определенные навыки, так как в ходе отверждения теряется вязкость, и с материалом становится сложно работать на вертикальных и наклонных поверхностях.
• Сферы применения. Эпоксиды применяются для производства изделий с повышенной износостойкостью, гидроизоляцией, прочностью склейки. Например, в ракето- и авиастроении, судостроении, производстве гоночных автомобилей и пр.
• Стоимость. Эпоксидка стоит значительно дороже полиэфирной.
• Экологичность и безопасность. Эпоксиды не содержат канцерогенных компонентов, летучих органических соединений, не горючи. Компоненты смолы безопасны и удобны в транспортировке и хранении.

Что такое полиэфирные смолы?

Полиэфирные смолы находят широкое применение практически во всех отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, в строительстве, производстве спортивного снаряжения 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, где используют 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 повреждениям, воздействию химических веществ, за исключением некоторых 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 больших объемов нефтедобычи и доступности нефтепродуктов, вектора развития нефтехимической промышленности, производство экологически чистых смол получило 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. В России компания «Экотермикс» становится настоящим новатором, открывая производство натуральных полиэфирных смол на основе полиолов, полученных из растительных масел.

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.

Полезно узнать > Какая эпоксидная смола подойдет для заливки пола, выбираем марку и учимся заливать

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.

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.

Опасность и вред для человека

Вредные компоненты присутствуют в составе практически всех материалов неорганического происхождения. Особенно токсичен стирол, это вещество весьма огнеопасно. Работать с полиэфиркой надо всегда с соблюдением мер защиты. Глаза предохраняют от паров и брызг специальными очками, органы дыхания защищают респиратором.

Чем отмыть материал, если состав попал на кожу? Надо сразу же тщательно промыть это место с мылом, но лучше использовать особый состав для очищения полиэфиров. Помещение должно хорошо проветриваться, исключается работа рядом с источниками огня. Тушение при возгорании запрещено проводить водой, надо применять огнетушитель или песок.

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.

Полезно узнать > Популярная отечественная эпоксидная смола марки ЭД-20

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.

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.

Производство

Создание вещества тесно связано с процессом нефтепереработки. Сначала получается пропилен, этилен и бензол, потом на эти компоненты воздействуют реактивами для производства ангидридов, многоосновных кислот, гликолей. В итоге соединения и последующей специальной обработки получается субстанция под названием базовая смола.

Если ее развести токсичным стиролом в качестве растворителя, процесс завершится созданием нового продукта – полиэфира, который уже можно отправлять на продажу. Однако, не стоит торопиться.

Например, при добавлении различных растительных масел, таких как подсолнечное, соевое или рапсовое, можно получить состав, похожий на неорганическую смолу, но более долговечный и надежный, а если интересует вспененный полиуретан, нужно сырье в виде многоатомного спирта, содержащего более одной гидроксильной группы (полиола).

Жизненный цикл готовых смесей ограничен – смола достаточно быстро затвердевает. Приостановить процесс полимеризации можно за счет охлаждения продукта. Для этой цели можно использовать холодную воду или холодильную установку.

Свои уникальные свойства полиэфирная смола приобретает за счет воздействия тепловой энергии.

Источником ее является катализатор, выступающий в роли активатора необходимых химических процессов, или внешний источник. Последний способ менее популярен из-за его дороговизны.

Резюмируя написанное выше, акцентируем внимание на том, что в продаже присутствуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные виды полиэфирных смол. В первом случае, придется докупать отвердитель, в последнем уже есть все что нужно

Производство

Создание вещества тесно связано с процессом нефтепереработки. Сначала получается пропилен, этилен и бензол, потом на эти компоненты воздействуют реактивами для производства ангидридов, многоосновных кислот, гликолей. В итоге соединения и последующей специальной обработки получается субстанция под названием базовая смола.

Если ее развести токсичным стиролом в качестве растворителя, процесс завершится созданием нового продукта – полиэфира, который уже можно отправлять на продажу. Однако, не стоит торопиться.

Например, при добавлении различных растительных масел, таких как подсолнечное, соевое или рапсовое, можно получить состав, похожий на неорганическую смолу, но более долговечный и надежный, а если интересует вспененный полиуретан, нужно сырье в виде многоатомного спирта, содержащего более одной гидроксильной группы (полиола).

Жизненный цикл готовых смесей ограничен – смола достаточно быстро затвердевает. Приостановить процесс полимеризации можно за счет охлаждения продукта. Для этой цели можно использовать холодную воду или холодильную установку.

Свои уникальные свойства полиэфирная смола приобретает за счет воздействия тепловой энергии.

Источником ее является катализатор, выступающий в роли активатора необходимых химических процессов, или внешний источник. Последний способ менее популярен из-за его дороговизны.

Резюмируя написанное выше, акцентируем внимание на том, что в продаже присутствуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные виды полиэфирных смол. В первом случае, придется докупать отвердитель, в последнем уже есть все что нужно

Изготовление смол

Полиэфиры — продукты нефтехимии, которые берут свое начало в ходе перегонки нефти. Производство начинается именно с нефтепереработки, в итоге выделяются такие компоненты: бензол, этилен, пропилен. Далее эти вещества подвергаются различным химическим реакциям для изготовления гликолей, многоосновных кислот, антигидридов. Ингредиенты соединяют и уваривают вместе, в результате получается базовая смола.

Получение готовой полиэфирки включает разведение базовой смолы растворителем — стиролом. Это вещество имеет высокую токсичность, в готовом продукте способен составлять до ½.

Указанный этап производства может быть конечным, и продукт поступает на реализацию. Но чаще всего схема переходит на второй этап, где в состав вводится ряд добавок в зависимости от назначения материала. Дополнительные компоненты обеспечат нужные свойства. Это могут быть пластификаторы, связующие добавки, пигменты (колеры) и т. д.

Перед непосредственным нанесением смолы ее надо в определенных пропорциях разбавлять отвердителем, смешивать с активатором, катализатором, которые обеспечат нужную химическую реакцию с выделением тепла, поэтому масса обретет нужные характеристики — плотность, прочность, влагостойкость.

Производители выпускают однокомпонентные средства — к ним надо дополнительно покупать отвердители, двухкомпонентные материалы. Последние включают два флакона — смолу и отвердитель.

Производство

Создание вещества тесно связано с процессом нефтепереработки. Сначала получается пропилен, этилен и бензол, потом на эти компоненты воздействуют реактивами для производства ангидридов, многоосновных кислот, гликолей. В итоге соединения и последующей специальной обработки получается субстанция под названием базовая смола.

Если ее развести токсичным стиролом в качестве растворителя, процесс завершится созданием нового продукта – полиэфира, который уже можно отправлять на продажу. Однако, не стоит торопиться.

Например, при добавлении различных растительных масел, таких как подсолнечное, соевое или рапсовое, можно получить состав, похожий на неорганическую смолу, но более долговечный и надежный, а если интересует вспененный полиуретан, нужно сырье в виде многоатомного спирта, содержащего более одной гидроксильной группы (полиола).

Жизненный цикл готовых смесей ограничен – смола достаточно быстро затвердевает. Приостановить процесс полимеризации можно за счет охлаждения продукта. Для этой цели можно использовать холодную воду или холодильную установку.

Свои уникальные свойства полиэфирная смола приобретает за счет воздействия тепловой энергии.

Источником ее является катализатор, выступающий в роли активатора необходимых химических процессов, или внешний источник. Последний способ менее популярен из-за его дороговизны.

Резюмируя написанное выше, акцентируем внимание на том, что в продаже присутствуют как однокомпонентные, так и двухкомпонентные виды полиэфирных смол. В первом случае, придется докупать отвердитель, в последнем уже есть все что нужно

Лучшие производители

Из доступных на российском рынке лучшими по соотношению цена/качество являются:

Reoflex. Полиэфирная смола для заливки столешниц, изготовления автомобильных грунтовок и шпаклевок. Ортофталевая основа с пониженным содержанием стирола.

Новол (Novol). Универсальная Полиэфирная смола для авто. Основная область применения — заделывание дыр, трещин; усиление частей корпуса. Ремонта прицепов и кузовов.

Eskim. Литьевая полиэфирная смола. Отличается повышенной текучестью. За счёт этого хорошо принимает различные наполнители, например: мел, цемент, гипс, тальк, волокно. Подходит для ламинирования, изготовления наливных полов.

Другие производители, заслуживающие внимания: Nuplex, EPS, DSM, Reichhold, Cytec.

Безопасность

Если полиэфирная смола изготовлена на основе стирола, то нужно принять особые меры безопасности. Стирол – высокотоксичное вещество, имеющее общее токсическое, а также аллергическое действие, оно потенциально опасно для здоровья человека. Прежде всего, его пары раздражают глаза и органы дыхания, поэтому необходимо использовать очки и респиратор для их защиты, а вместе с тем следует работать в хорошо проветриваемом помещении, лучше, если оно будет оборудовано активной вентиляцией. Также стирол раздражает кожу, поэтому руки нужно защищать специальной одеждой и перчатками.

На случай попадания полиэфирной смолы на кожу следует вооружиться специальным составом для очистки от нее. Если такого состава не припасено, либо смола или отдельные компоненты попали в глаза, необходимо промыть область попадания и вокруг нее теплой водой с мылом и обратиться за помощью к врачу.

Если вы будете использовать новейшие полиэфирные смолы, которые вместо стирола содержат в основе полиолы (класс полиолов, получаемых из растительных масел), то это не повод пренебрегать традиционными мерами безопасности, поскольку в других компонентах смолы содержатся разные вредные летучие вещества, которые также вредны для здоровья и могут вызывать аллергию.

Работы с полиэфирной смолой не должны проводиться вблизи открытых источников огня. Компоненты горючие – могут воспламениться как сами материалы, так и их пары. Неправильное следование инструкции или ее игнорирование также может привести к пожару или даже взрыву из-за слишком бурной реакции смешанных в неправильной пропорции компонентов.

В случае пожара важно помнить, что горящие химические вещества нельзя тушить водой, если они могут вступить с ней в реакцию. Поэтому полиэфирную смолу следует тушить огнетушителем со специальной пеной или порошком, или засыпать песком

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.

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

Полезно узнать > Почему эпоксидная смола состоит из двух компонентов, как проходит ее полимеризация

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.

Полиэфиракрилаты

Полиэфиракрилаты — это ненасыщенные полиэфирные смолы, получающиеся в результате реакции взаимодействия гликоля, фталевой кислоты и акриловой или метакриловой кислоты. Реакция представлена схемой, изображенной на рис. 9.

Рис. 9.

Этот процесс проводится в присутствии ингибитора и катализатора (серной кислоты) при 90 °С в бензоле (или толуоле), который потом отгоняется вместе с выделившейся в процессе реакции водой. Загрузка компонентов производится одновременно. В первой стадии процесса образуются низкомолекулярные эфиры, имеющие на концах гидроксильные группы, которые во второй стадии процесса взаимодействуют с карбоксилами акриловой или метакриловой кислоты. Благодаря наличию побочных процессов полимеризации за счет непредельных групп акриловой или метакриловой кислоты могут оставаться свободные гидроксильные группы, которые сказываются на свойствах готового продукта. Поэтому полиэфиракрилаты несколько уступают по влагостойкости полиэфирмалеинатам.

Изготовление смол

Полиэфиры — продукты нефтехимии, которые берут свое начало в ходе перегонки нефти. Производство начинается именно с нефтепереработки, в итоге выделяются такие компоненты: бензол, этилен, пропилен. Далее эти вещества подвергаются различным химическим реакциям для изготовления гликолей, многоосновных кислот, антигидридов. Ингредиенты соединяют и уваривают вместе, в результате получается базовая смола.

Получение готовой полиэфирки включает разведение базовой смолы растворителем — стиролом. Это вещество имеет высокую токсичность, в готовом продукте способен составлять до ½.

Указанный этап производства может быть конечным, и продукт поступает на реализацию. Но чаще всего схема переходит на второй этап, где в состав вводится ряд добавок в зависимости от назначения материала. Дополнительные компоненты обеспечат нужные свойства. Это могут быть пластификаторы, связующие добавки, пигменты (колеры) и т. д.

Перед непосредственным нанесением смолы ее надо в определенных пропорциях разбавлять отвердителем, смешивать с активатором, катализатором, которые обеспечат нужную химическую реакцию с выделением тепла, поэтому масса обретет нужные характеристики — плотность, прочность, влагостойкость.

Производители выпускают однокомпонентные средства — к ним надо дополнительно покупать отвердители, двухкомпонентные материалы. Последние включают два флакона — смолу и отвердитель.

Как правильно подготовить поверхность для обработки?

Чтобы смола качественно прилегала, поверхность необходимо правильно обработать, такие действия выполняются при использовании эпоксидного и полиэфирного состава.

Вначале производят обезжиривание, для этого используют различные растворители или моющие составы. На поверхности не должно быть наличие жирных пятен или других загрязнений.

После этого выполняют шлифовку, то есть убирают верхний слой, при незначительной площади, используют наждачную бумагу. Для поверхностей больших размеров применяют специальные машины для шлифовки. С поверхности убирают пыль с помощью пылесоса.

Во время изготовления стеклопластиковых изделий или при повторном нанесении средства, смолой покрывают предыдущий слой, который не успел полностью застыть, и имеет липкую поверхность.

https://youtube.com/watch?v=vBjzMaM6xz8

Сфера использования

Полиэфирная смола активно используется в таких отраслях, как машиностроение, химическая индустрия, строительство. Особую прочность смоле придает ее сочетание со стекломатериалами в строительной сфере.

Комбинирование этих двух материалов позволяет использовать этот вид смолы в производстве стеклопластика, из которого изготавливают высокопрочные и устойчивые к механическим воздействиям навесы, крыши, стеновые перегородки, душевые кабинки и другую аналогичную продукцию. Этот вид смол является одним из компонентов в процессе производства искусственного камня, значительно снижая себестоимость готовых изделий.