чем отличается эпоксидная смола
Эпоксидная смола и эпоксидный клей: в чем разница
В домашнем хозяйстве, когда дело касается мелких ремонтных работ, используют различные эпоксидные составы. С ними просто работать, они отличаются прочностью, надежностью и безопасностью. Наибольшей популярностью пользуются два материала: эпоксидная смола и клей. Многие обыватели предполагают, что эти составы идентичны, но на фоне многих исходных черт, составы обладают и существенной разницей. Давайте узнаем, чем отличается эпоксидный клей от эпоксидной смолы.
Сравнительные характеристики
История эпоксидных материалов начинается с начала XX века. Именно тогда был открыт фенолформальдегид, который и лег в основу большинства современных клеевых субстанций. А спустя несколько десятилетий была изобретена эпоксидная смола.
Первыми производителями эпоксидных составов стала швейцарская компания Ciba, под этой маркой выпускался первый универсальный клей-эпоксид.
Особенности и свойства смол
Смола-эпоксидка представляет собой олигомерное синтетическое соединение. Она получила широкое признание и активно используется в промышленности и бытовом хозяйстве. Универсальность и востребованность эпоксидки объясняется ее многочисленными достоинствами. А именно:
Но в полной мере смолистое вещество раскрывает все присущие свойства только после соединения ее с отвердителем. В качестве отвердителя используется несколько субстанций, чаще применяются фенолы и третичные амины. Изготовленные из эпоксидки изделия обладают высоким запасом прочности и не боятся практически никаких агрессивных материалов. Кроме ацетонов и эфиров.
Эпоксидная смола быстро растворяется при воздействии на нее эфирными составами и ацетоном.
Процесс полимеризации эпоксидки (при соединении ее с отвердителем) продолжается на протяжении 48–50 часов. После чего выход из состава испарений полностью прекращается. Важным фактором становится микроскопическая усадка материала – эпоксидка после полимеризации обладает таким же объемом, как и в жидком состоянии. От типа применяемого отвердителя и температурного режима, необходимого для процесса полимеризации и будут зависеть окончательные свойства эпоксидки.
Что такое эпоксидный клей
А какое сходство имеют эпоксидная смола и эпоксидный клей, в чем разница между этими составами? В основе клеевой субстанции заложена одна из разновидностей эпоксидной смолы. Этот вид материала успешно применяется в повседневном быту и различных промышленных отраслях:
По своей сути эпоксидный клей является термореактивным синтетическим веществом. Разговаривая про отличия клеевой массы от смолы, стоит рассмотреть его состав. Помимо смолы-эпоксидки, в его состав включены:
Эпоксидные клеи отличаются высокими термостойкими качествами и способны легко выдержать температурный режим до +250⁰С. Из-за находящихся в составе пластификаторов, клеи даже при застывании обладают повышенной пластичностью, в отличие от смолистого вещества. Такое качество позволяет использовать их при ремонте обуви.
Но стоит учитывать и такие недостатки клеев-эпоксидов, как плохая смываемость состава с кожи и слишком быстрое их застывание. Это не позволяет применять клеевой материал для склеивания сложных рельефных поверхностей. Еще одним минусом становится невозможность соединения деталей из силикона и с тефлоновым покрытием.
Но, учитывая обширный перечень достоинств, клей-эпоксид, как и смола, является распространенным и любимым материалом. Клеевая субстанция обладает следующими преимуществами, в сравнении со смолистым веществом:
В сравнении с смола-эпоксидка не может похвастаться вышеперечисленными качествами. Но она, как и клеевая масса отличается высокими гидроизоляционными показателями и обладает прекрасной адгезией, что обеспечивает высокие соединительные способности.
Главные отличия материалов
Подытожив, можно обозначить несколько самых существенных отличий эпоксидного клея от смолы. Это следующие моменты:
Выводы
Эпоксидные материалы: клей и смолы – это универсальные и крайне необходимые в быту вещества. Но стоит знать об основных отличиях этих материалов. Чтобы при необходимости безошибочно определить, какая субстанция необходима в конкретном случае. А приобрести эпоксидный клей и смолу можно в любом местном хозяйственном магазине. Оба этих продукта обладают доступной стоимостью, поэтому ими обязательно стоит пополнить свою домашнюю мастерскую.
Эпоксидка или полиэфирка? что лучше и их свойства. раздница эпоксидной смолы и полиэфирной. Многие другие смолы кому интересно.
Эпоксидка или полиэфирка? что лучше и их свойства. раздница эбоксидной смолы и полиэфирной. Многие другие смолы кому интересно.
в этом блоге я опишу что такое эпоксидка и что такое полиэфирка. объем информации большой так что кто не любит читать много можете даже не начинать. Все началось с того что искал какая смола подойдет лучше для бампера. как понял не я один этим занимаюсь но конретного не чего не нашел. сколько людей столько и мнений пришлось поглатить столько информации которую хочу донести до вас. ну что начнем.,
стеклопластиковый ламинат состоит из двух материалов, которые в сумме обладают более высокими характеристиками, нежели каждый из них в отдельности. Один из компонентов, стекловолокно. Второй элемент композита — смола. Наука, занимающаяся пластиками создала такое количество различных видов смол, что остается только диву даваться, как самим химикам еще удается в них ориентироваться. Однако применительно, мы имеем дело всего с несколькими их типами.
Два вида смол, наиболее часто применяемые- это эпоксидные и полиэфирные. Для начала мы уделим немного внимания эпоксидным смолам, в силу редкости их применения. Абсолютное большинство смол, использующихся так называемые ненасыщеные полиэфирные
Как эпоксидные, так и полиэфирные смолы относятся к разряду термореактивных смол. Это означает, что их отверждение происходит за счет химической реакции и впоследствии их нельзя вернуть назад в жидкое состояние путем теплового воздействия (как это возможно с термопластичными смолами). Термореактивные смолы представляют собой сиропообразные жидкости различной степени вязкости и обладают рядом специфических свойств, которые мы подробно рассмотрим, чтобы предоставить возможность осознанного выбора исходя из поставленной цели.
ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ
Эпоксидные смолы имеют малое распространение в первую очередь из-за своей дороговизны. Но не только по этому есть и другие причины (далее это станет очевидно) : главным образом потому, что в большинстве случаев полиэфирные смолы с запасом отвечают поставленным требованиям и оттого необходимость в применении эпоксидных отсутствует.
Эпоксидные смолы состоят из двух компонентов, которые при смешивании вступают в реакцию и полимеризуются. Компонент, вызывающий полимеризацию, обычно именуют отвердителем. В отличие от полиэфирных смол с их незначительным количеством катализатора, отвердители для эпоксидных смол составляют значительную долю в составе рабочей смеси. Соотношение смолы с отвердителем может лежать в широком диапазоне в зависимости от ее состава. К примеру, одни эпоксидные смолы требуют соотношения 1:1, а другие — 5:1. От невероятно широкого ассортимента смол и отвердителей у новичка голова может пойти кругом.
Меняя комбинации смол и отвердителей, грамотный химик способен получить эпоксидные композиции, обладающие самыми различными свойствами. Некоторые из этих свойств могут оказаться полезными для наших с вами целей, хотя в большинстве случаев это не так. Чтобы подобрать композицию, необходимо либо обладать солидным запасом знаний и опыта, либо абсолютно доверять ее этикетке.
Может возникнуть вопрос — а зачем вообще нужны эпоксидные смолы? Если не вдаваться в детали — у эпоксидных смол выше прочность клеевого соединения (как клей они идеальный материал), у них меньше усадка, в отвержденном состоянии они меньше фильтруют влагу, лучше противостоят абразивному износу и обладают лучшими физико-механическими свойствами. Существует бесконечное множество комбинаций и вариаций эпоксидных смол и для узкоспециальных целей производители имеют возможность предложить составы с такими характеристиками, достичь которых полиэфирные смолы не смогут никогда.
Все эти достоинства эпоксидных смол тем не менее не отменяют их недостатков, когда речь заходит о производстве стеклопластика. В первую очередь имеется в виду рост затрат. Эпоксидные смолы требуют более аккуратного обращения (хотя можно оспорить данный пункт после изучения вредностей полиэфирных смол). Эпоксидные смолы медленнее полимеризуются, и это тормозит производственный процесс (одна из главных причин, почему производители их сторонятся), они сложнее в обработке, в особенности при изготовлении на болване.
Другая проблема эпоксидных смол связана с их свойством терять вязкость при повышении температуры в ходе экзотермического отверждения. Это создает трудности при работе со смолой на вертикальных и наклонных поверхностях и в паре с медленным отверждением делает работу по ламинированию в таких условиях крайне утомительной. Эпоксидные смолы используются для приклеивания тканых материалов к заполнителям типа пенопластов, однако применение большинства видов эпоксидных смол для пропитки стекломата обычно лишено смысла — мат потребляет огромное количество смолы и стоимость обычно будет значительно выше, чем с применением полиэфирной смолы. Можно возразить, что лучшая адгезия эпоксидной смолы позволяет избавиться от использования стекломата между слоями тканых материалов и (вероятно) получить в результате стеклопластик с более высокими характеристиками. Несмотря на то, что клеящие свойства эпоксидной смолы выше чем у полиэфирной, прочность эпоксидного стеклопластика выше не в пропорциональной степени.
Тем не менее есть ситуации, где эпоксидные смолы зарекомендовали себя наилучшим образом и, несмотря на ограниченное использование в качестве конструкционного материала, нашли широкое применение, в особенности в качестве клея. При нанесении защитных покрытий на многие материалы или при их склеивании «на века» настоятельно рекомендуются именно эпоксидные смолы. К таким материалам относятся алюминий, сталь, тик, дуб, эвкалипт, туя, кипарис, материалы с непористыми поверхностями. Короче говоря, эпоксидные смолы представляют собой превосходные клеи, чего нельзя сказать про полиэфирные смолы. Несмотря на то, что эпоксидные смолы могут применяться с тканевыми материалами для улучшения их связи или в расчете на жесткую эксплуатацию, высокая стоимость препятствует их широкому применению
Жидкую эпоксидную смолу можно наносить поверх отвержденной полиэфирной и наоборот ; та и другая НЕ ДОЛЖНЫ соприкасаться в неотвержденном или жидком виде. Первая из смол должна быть полностью отвержденной. Также обращаем ваше внимание, что хотя эпоксидные смолы хорошо клеятся к отвержденным полиэфирным, в обратной комбинации полиэфирная смола на эпоксидной держится плохо. Если возникнет необходимость приклеивания к отвержденной эпоксидной поверхности, она должна быть зачищена шкуркой или хотя бы протерта растворителем. Это позволит обеспечить максимально возможную адгезию.
Если при монтаже оборудования на поверхность полиэфирного стеклопластика в качестве клея используется эпоксидная смола (либо иной пригодный для этих целей клей), всегда существует опасность расслоения полиэфирного пластика либо отрыва гелькоута. Нагрузки на приклеиваемую деталь не должны быть направлены на ее отрыв от полиэфирной поверхности, т. к. прочность эпоксидного клеевого шва под деталью превышает прочность связи полиэфирных слоев в ламинате. Поскольку это может привести к его ослаблению или разрушению, всегда следует практиковать механическое крепление к стеклопластику, используя описанные далее методы.
Если вы собираетесь использовать эпоксидные смолы, примите максимальные меры предосторожности, в особенности что касается аминных отвердителей. Многие эпоксидные компаунды могут приводить к серьезным дерматитам, ожогам кожи и проблемам органов дыхания даже у того, кто наивно полагает, что у него иммунитет
встречались люди, которые не внимали этому совету, поскольку работали с эпоксидной смолой голыми руками многие годы и не имели при этом никаких проблем. Затем внезапно, без малейших сиптомов, у них вдруг развивалась сильная сыпь или возникал дерматит, причем иногда в такой степени, что необходима была госпитализация. Поэтому всегда работайте с эпоксидной смолой только в защитной одежде, перчатках и с защитным кремом. При шлифании одевайте очки и респиратор. В рабочую зону необходим приток и циркуляция свежего воздуха. Если эпоксидная смола окажется на коже, ее необходимо немедленно смыть водой с мылом или денатурированным спиртом.
ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ
Физико-механические свойства у полиэфирных смол несколько хуже чем у эпоксидных и их химическая стойкость также ниже. Тем не менее все эти факторы не играют решающей роли и перевешиваются сравнительной дешевизной, возможностью быстрого отверждения при комнатной температуре, простотой изготовления и легкостью в обращении. Долговременная химическая стойкость и долговечность полиэфирных смол считаются вполне достаточными для большинства стеклопластиковых деталей
Полиэфиры — это продукты нефтехимии, берущие свое начало в ходе процесса перегонки нефти. Пускай это покажется чересчур усложненным, но мы все же опишу в общих чертах процесс их производства.
Для приготовления смолы различные ангидриды, многоосновные кислоты, гликоли и стирол получают из бензола, пропилена и этилена, затем они смешиваются вместе и «варятся» в больших емкостях до образования «базовой» смолы. В какой-то момент технологического процесса происходит разбавление базовой смолы стиролом, который составляет значительную часть полиэфирной смолы (от трети до половины конечного продукта). После разбавления смолы стиролом она готова к продаже, необходимо только внести добавки, определяемые спецификой сферы применения конкретной смолы. Естественно, производитель способен играть составом смолы. Он может добавлять в нее различные наполнители, акселераторы и прочие модификаторы, что приводит к появлению множества самых разных полиэфирных смол. Большое значение при этом имеет сфера применения конечного продукта, в чем мы далее убедимся.
Если бы обрисованный выше процесс приготовления полиэфирной смолы был доведен до своего конца, в результате мы получили бы полностью отвержденную массу. Но поскольку мы фактически прерываем этот процесс на полпути, смола оказывается лишь частично полимеризованной. Отгруженная на этой стадии смола хранит в себе запущенную в ходе «варки» реакцию и через достаточный промежуток времени неизбежно перейдет в твердое состояние сама по себе. Именно поэтому приобретать и использовать следует только свежую смолу, старая смола не обладает необходимыми свойствами уже только оттого, что зашла слишком далеко в своей естественной полимеризации. Большинство производителей смол поступает правильно, давая гарантию свежести товара у себя и своих дистрибьюторов. Как правило, срок годности полиэфирной смолы составляет всего шесть месяцев, хотя при надлежащих условиях хранения год или даже два не являются чем-то из ряда вон выходящим. Срок можно продлить и более, если хранить смолу в холодильнике (не замораживая). Смола должна храниться в сухом прохладном месте, куда не попадают прямые солнечные лучи и где температура не слишком превышает +20 градусов.
АКСЕЛЕРАТОРЫ И КАТАЛИЗАТОРЫ
Тот, кто работает со смолой, не может ждать вечность, пока смола затвердеет сама по себе. Чтобы она полностью полимеризовалась («доварилась»), требуются еще два дополнительных компонента. Первый называется акселератором (или активатором, что одно и то же), а второй катализатором (иногда его называют «отвердителем»).
Оба компонента выступают в паре и способствуют ускоренному отверждению смолы. Фактически катализатор выступает тем источником внутреннего теплообразования, за счет которого и происходит отверждение, а акселератор делает этот процесс возможным при естественной температуре без применения внешних источников тепла. В результате процесса полимеризации не образуется никаких побочных продуктов. Именно соотношение этих двух ингредиентов определяет ход отверждения (чаще говорят про время желатинизации) и время, необходимое для превращения смолы в твердое состояние.
Катализаторы и акселераторы являются веществами, которые работают только в определенных комбинациях, и несколько таких комбинаций применяются с полиэфирными смолами. Для большинства работ стандартным акселератором является вещество, именуемое на техническом языке нафтенатом кобальта (жидкость пурпурного цвета), а в качестве катализатора обычно выступает пероксид метил-этил-кетона. Иногда можно услышать как кто-то называет его «МЭК», что совершенно ошибочно. МЭК (без буквы «П») — это метил-этил-кетон, родственный ацетону растворитель и катализатором он не является. Поэтому грамотно будет называть его далее МЭК-пероксидом.
Тепло, производимое этими двумя веществами, когда они смешиваются в смоле, является результатом быстрого окисления, его скорость зависит от количества и пропорций этих компонентов (того и другого требуется совсем немного), окружающей температуры на рабочем месте и еще нескольких дополнительных факторов, о которых мы будем говорить далее. Катализатор в своем чистом виде слишком взрывоопасен, поэтому он поставляется в виде смеси с инертным растворителем и перекисью водорода. Из-за того что у разных производителей катализаторов соотношения могут различаться, характеристики отверждения также могут быть различны. Поэтому, если вы поменяли марку катализатора, сделайте пробу для оценки времени отверждения и конечных свойств смолы.
Как результат, производители сегодня обычно вводят нафтенат кобальта (0.05-0.5% по весу) в смолу еще на заводе (смола называется предускоренной), а катализатор поставляется отдельно и вводится конечным потребителем. И хотя оба вещества по-прежнему можно приобрести по отдельности, важно помнить главное правило безопасности :
При введении катализатора в предускоренную смолу происходит ее отверждение, вызванное тепловой реакцией. Скорость реакции зависит от окружающей температуры и количества катализатора, хотя на нее могут иметь влияние и другие факторы.
К примеру, высокая влажность обычно тормозит отверждение, а низкая ускоряет. При хранении катализаторы теряют свои свойства, поэтому с несвежим катализатором для достижения того же времени желатинизации может потребоваться большее его количество. Смола отверджается быстрее, будучи в компактном объеме и медленнее, будучи распределенной по большой поверхности в форме тонкого слоя (вы можете повысить время жизнеспособности смолы, если воспользуетесь неглубокой широкой посудой или кюветами для краски вместо емкостей цилиндрической формы). Другой способ продлить жизнеспособность — во время перерывов убирать смолу с введенным катализатором в холодильник, поставить емкость на лед или в ведро с холодной водой.
Среднее количество вводимого катализатора составляет 1-2% по весу, но вариации в диапазоне от 0.5% до 5% не сильно повредят конечному ламинату, при условии что ваши обстоятельства того требуют. Вероятно, лучше добавлять катализатор немного выше нормы, чем ниже — по крайней мере пока вы не освоитесь с предметом. И хотя много написано на тему точности дозировки катализатора, после накопления некоторого опыта применительно к своим условиям, вы сможете отмерять нужные количества в основном «на глаз».
Несмотря на то, что рабочая температура окружающего воздуха должна быть +20 градусов и выше, случаются ситуации, когда кому-то нужно работать и в более прохладной обстановке. Для ОЧЕНЬ холодных условий (применительно к стеклопластику, это от +5 до +15 градусов) может потребоваться приобретение специальной низкотемпературной смолы, либо добавка в нее большего количества нафтената кобальта с катализатором. Если смола не полимеризуется за несколько часов, существует опасность того, что ламинат впитает влагу и может сильно потерять в прочности и других физико-механических характеристиках.
При температурах ниже +15 С всегда существует опасность неполного отверждения, что грозит серьезными последствиями. Если не позаботиться о поддержании температуры рабочего места, материалов и поверхности матрицы (болвана) на уровне необходимых +20 С и более, сроки полимеризации окажутся нарушенными.
Для примера можно сказать, что время желатинизации увеличивается на 6-10 минут с падением температуры на каждый градус цельсия. Если сегодня вы работали при температуре +20 С, а завтра она упала до +15 С, время желатинизации может возрасти на 30-50 минут. Это означает, что настоятельно не рекомендуется заниматься работами со смолой, если вы не в состоянии обеспечить на рабочем месте как минимум +15 С. Если же температура приближается к этой границе, следует в качестве меры предосторожности использовать смолу с повышенным содержанием нафтената кобальта. Наличие лишнего кобальта снижает срок хранения смолы до самого минимума, поэтому хранить ее следует при температуре не выше +20 градусов в сухом месте.
Напоследок еще несколько советов о катализаторах. Не пытайтесь заменить требуемый для смолы катализатор каким-либо другим и не забывайте добавлять его в каждую партию. Если вы забудете про катализатор, смола может никогда не полимеризоваться. Если это случится на внутреннем слое, вам нужно будет снимать все вышележащие слои и начинать все сначала, что при отвежденных наружных слоях может оказаться нереальным или по крайней мере трудоемким процессом. Попытки нанести катализатор при помощи краскопульта или кисти приведут к образованию на поверхности тонкой корки, не более. Следует также добавить, что обращение с катализатором такими методами крайне опасно.
КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ОТДЕЛОЧНЫЕ СМОЛЫ
Полиэфирные смолы относятся к веществам, для которых воздух является ингибитором. Это означает, что поверхность смолы, контактирующая с воздухом, не отверждается (по крайней мере полностью). Даже когда смола перейдет в твердое состояние, ее поверхность по-прежнему будет оставаться липкой. Чтобы дать смоле возможность полного отверждения и избавиться от липкости, ее надо изолировать от воздуха. Этого можно добиться двумя способами.
Как правило, приобретается специальная смола, содержащая в составе изолирующую добавку, которой обычно является воск. Как только смола наносится, повышение ее температуры в ходе экзотермической реакции заставляет воск всплыть на поверхность, перекрыть доступ воздуха и дает смоле возможность встать. Такие полиэфирные смолы с содержанием воска относятся к отделочным, т. к. используются в заключительном слое всего изделия. Немного напишу о том, как самим изготовить такую смолу.
Второй способ отверждения предполагает изоляцию поверхности от воздуха ПОСЛЕ нанесения смолы при помощи какого-либо вида пленочного покрытия. Это может быть, к примеру, материал типа целлофана или майлара (тот и другой именуют разделительными пленками); изолирующий слой можно создать, нанося сверху поливиниловый спирт (PVA) при помощи краскопульта. Все эти методы изоляции, однако, ограничиваются небольшими участками и годятся лишь в случае ремонта. Для отверждения заключительного слоя стеклопластика большинству любителей следует использовать смолу с содержанием воска.
Смолы, не содержащие восковой добавки, как упомянутые выше отделочные, относятся к конструкционным. Таким образом, мы подошли к простой классификации полиэфирных смол
— Конструкционные смолы (воздух препятствует отверждению, не содержат воска)
— Отделочные смолы (воздух не препятствует отверждению, содержат воск)
На всем протяжении процесса постройки, за исключением последних слоев, должна использоваться конструкционная смола. Причина этого заключается в том, что стеклопластик представляет собой неоднородный материал, о чем зачастую многие не в курсе. Стеклопластик — это набор слоев стекловолоконного армирования, каждый из которых пропитан смолой и приклеен к соседнему. Можно построить полную аналогию с листом фанеры и ее склееными слоями шпона.
Поверхности слоев ламината, пропитанных конструкционной смолой, сохраняют липкость в процессе набора толщины и обеспечивают прочную связь с последующими слоями. Эти связи называют промежуточными. Если бы для целей ламинирования использовалась отделочная смола, для обеспечения адгезии слоев всплывающий к поверхности воск необходимо было удалять перед каждым последующим слоем, и существует только два способа, как это сделать.
Во-первых, воск с поверхности можно попытаться смыть или стереть растворителем типа ацетона. Однако данный метод, по крайней мере в отношении больших площадей, имеет такой минус, что по ходу процесса воск накапливается и больше размазывается вокруг. Второй, и наиболее эффективный метод — удалить воск шлифованием. При ламинировании будет крайне утомительным делом, если каждый новый слой необходимо будет подвергать такой обработке перед укладкой последующего. Поэтому совет — в первую очередь использовать конструкционную смолу, чтобы процесс ламинирования можно было вести непрерывно. При этом будет обеспечена надежная промежуточная связь слоев, которая в случае применения отделочной смолы всегда была бы под вопросом. К вощеной поверхности смола просто не клеится.