Polyesterové živice - čo to je? Aplikácia, vlastnosti výrobnej technológie. Epoxidové materiály majú neobmedzené využitie

Moderné chemický priemysel vyrába mnoho druhov živíc používaných v rôznych priemyselných odvetviach a pri výrobe kompozitných materiálov. Spomedzi tejto odrody sa najaktívnejšie používajú epoxidové a polyesterové termosetové živice.

Tie sa na rozdiel od termoplastických po vytvrdnutí vplyvom tepla nevracajú do pôvodného (tekutého) stavu. Obe živice majú tekutú sirupovú konzistenciu, no každá má množstvo špecifických vlastností.

Syntetická oligomérna zlúčenina, ktorá sa nepoužíva vo svojej čistej forme, ale iba s polymerizačnou zložkou (), v kombinácii s ktorou živica vykazuje svoje jedinečné vlastnosti. Pomer epoxidovej živice k tvrdidlu má široké limity.

Vďaka tomu sú výsledné kompozície rôznorodé a používajú sa na rôzne účely. Sú tuhé a pevné, svojou konzistenciou pripomínajú gumu a materiály sú pevnejšie. Polymerizačná reakcia je nevratná. Vytvrdená živica sa netopí ani nerozpúšťa.

Oblasť použitia

Epoxidové materiály majú neobmedzené možnosti použitia. Tradične sa používajú ako:

• impregnačný prostriedok na sklolaminát, sklolaminát, lepenie rôznych povrchov;
• hydroizolačné nátery stien a podláh vrátane bazénov a pivníc;
• chemicky odolné nátery na vnútornú a vonkajšiu úpravu budov;
• výrobky, ktoré zvyšujú pevnosť a odolnosť dreva, betónu a iných materiálov proti vode;
• suroviny na odlievanie foriem podrobených rezaniu a brúseniu pri výrobe výrobkov zo sklolaminátu v elektronický priemysel, stavba, domácnosti, dizajnérske práce.

Výhody a nevýhody epoxidu

Dvojzložkové polymérne kompozície, ktoré obsahujú tvrdidlo a epoxidovú živicu, majú mnoho nepopierateľných výhod, vrátane:

• vysoká pevnosť tvarovaných spojov;
• minimálny stupeň zmrštenia;
• nízka náchylnosť na vlhkosť;
• zlepšené fyzikálne a mechanické parametre;
• polymerizačná teplota v rozmedzí od -10 do +200 stupňov Celzia.

Neobmedzený počet variácií vytvorených zlúčenín a mnohé pozitívne vlastnosti nespôsobili, že epoxidové živice boli žiadanejšie ako polyesterové. Je to spôsobené takou nevýhodou tohto polyméru, ako je cena. To platí najmä pre priemyselné váhy, keď je množstvo živice použité na impregnáciu veľké.

Prečo sú potrebné epoxidové živice?

Ako konštrukčný materiál sa táto dvojzložková zmes používa pomerne zriedkavo, existujú však situácie, v ktorých sa osvedčila najlepšia strana. Nájsť lepšie lepidlo ako je epoxidová živica je dnes takmer nemožné.

Slúži ako výborný ochranný náter a odporúča sa použiť pri lepení rôzne materiály. Ide o rôzne druhy dreva, kovy ako oceľ a hliník, akékoľvek neporézne povrchy. S ním môžete zlepšiť výkon látkových materiálov, ale nie v prípadoch práce s veľkými objemami. To posledné je spôsobené vysokými nákladmi.

Epoxidové lepidlo

Špeciálna epoxidová zmes s vysokou priľnavosťou k mnohým materiálom, dostupná ako pevná, tak aj elastická.

Ak sa má lepidlo používať výlučne pre domáce potreby, stačí si kúpiť kompozíciu, ktorá nevyžaduje dodržiavanie prísnych proporcií. Takéto „súpravy“ sa predávajú vo forme živice a tužidla za studena. Najčastejšie už idú v požadovanom pomere, ktorý sa môže meniť od 100:40 do 100:60.

Použitie tohto typu lepidla nie je obmedzené výlučne na domáce potreby. Kompozícia sa aktívne používa vo väčšine rôznych odboroch vrátane leteckého priemyslu. Pomery a druhy tužidiel sú rôzne. Všetko závisí od účelu, na ktorý sa lepidlo používa.

Príprava epoxidových živíc a lepidiel

Miešanie živice a tvrdidla pri vytváraní roztoku lepidla v malých množstvách nevyžaduje žiadne špeciálne podmienky. Predávkovanie aj nedostatok polymerizačného činidla sú prijateľné. Odporúčaný (štandardný) pomer je 1:10. Ak sa živica pripravuje vo veľkých množstvách, napríklad na nalievanie do formy na výrobu výrobkov zo sklenených vlákien, je potrebné zodpovedne a starostlivo pristupovať k výberu a práci s komponentmi.

Pri nákupe živice a tužidla je potrebné objasniť ich účel. Živica, ak je potrebné pripraviť niekoľko kilogramov kompozície, sa predhreje. Až potom sa pridajú polymerizujúce zložky a zmäkčovadlá. Prítomnosť emitovaných škodlivých výparov si vyžaduje používanie osobných ochranných prostriedkov. Nedodržanie bezpečnostných pravidiel je plné popálenín a rozvoja respiračných ochorení.

Čas použitia epoxidovej živice

Tento parameter je najdôležitejší pri práci s kompozíciami, pretože obdobie, počas ktorého si zachovávajú viskózny alebo kvapalný stav a sú vhodné na spracovanie, má svoje obmedzenia. " Pracovný čas» zloženie závisí od viacerých faktorov, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri procese prípravy zmesi.

Vytvrdzovanie niektorých kompozícií nastáva pri teplote -10, iné - nad +100 stupňov. S kompozíciou sa dá bežne pracovať od pol hodiny do hodiny. Ak stvrdne, stane sa nepoužiteľným. Preto je pri príprave kompozícií potrebné jasne kontrolovať množstvo tvrdidla aj teplotu živice.

Predstavuje produkt petrochemický priemysel, ktorej hlavnou zložkou je polyester. Na polymerizáciu (tvrdnutie) sa do nej pridávajú zložky ako rozpúšťadlá, iniciátory, inhibítory, urýchľovače. Zloženie polyesterových živíc sa môže líšiť podľa výrobcu v závislosti od konkrétnej aplikácie.

Tvrdené povrchy sú potiahnuté špeciálnou látkou (gelcoat), ktorá zvyšuje pevnosť a odolnosť náteru voči ultrafialovému žiareniu, vlhkosti a vode. Fyzikálne a mechanické vlastnosti polyesterových živíc sú oveľa nižšie ako epoxidové živice, ale kvôli ich nízkej cene sú najobľúbenejšie.

Rozsah použitia

Polyesterová živica sa aktívne používa v priemyselných odvetviach, ako je strojárstvo, chemický priemysel, stavebníctvo. Špeciálna pevnosť živice je spôsobená jej kombináciou so sklenenými materiálmi v stavebnom priemysle.

Kombinácia týchto dvoch materiálov umožňuje použiť tento druh živice pri výrobe sklolaminátu, z ktorého sa vyrábajú vysokopevnostné a mechanicky odolné prístrešky, strechy, stenové priečky, sprchy a iné podobné výrobky. Tento druh živice je jednou zo zložiek v procese výroby umelého kameňa, čo výrazne znižuje náklady hotové výrobky.

Nátery na polyesterové živice

Hotové výrobky vyrobené z polyesterovej živice, vzhľadom na ich nie najvyššie fyzikálne a mechanické vlastnosti, je potrebné chrániť gélovým lakom. Druh tejto špeciálnej látky závisí od aplikácie finálneho produktu.

Výrobky, ktoré nie sú vystavené aktívnemu chemickému prostrediu alebo vode a používajú sa v interiéri, sú potiahnuté ortoftalovými gelcoatmi a v podmienkach vysokej vlhkosti alebo náročných klimatických podmienok, napríklad pri stavbe lodí, bazénoch, vaniach - izoftel-neopentyl a izoftalový. Existujú špeciálne gélové nátery, ktoré môžu spomaľovať horenie alebo majú zlepšenú chemickú odolnosť.

Výhody polyesteru

Polyesterové živice sú na rozdiel od epoxidových živíc obľúbenejším konštrukčným materiálom a vo vytvrdnutom stave majú nasledujúce výhody:

• tvrdosť;
• odolnosť voči chemickému prostrediu;
• dielektrické vlastnosti;
• odolnosť proti opotrebovaniu;
• žiadne škodlivé emisie počas prevádzky.

V kombinácii so sklenenými tkaninami majú podobné, ba niekedy aj vyššie parametre ako konštrukčná oceľ. Lacná a jednoduchá výrobná technológia vlastná týmto živicam je spôsobená tým, že vytvrdzujú pri izbovej teplote, ale mierne sa zmršťujú.

To eliminuje potrebu objemných jednotiek tepelného spracovania. Ak vezmeme do úvahy túto skutočnosť a skutočnosť, že polyesterové živice sú o polovicu lacnejšie ako epoxidové živice, náklady na konečný produkt sú nízke. To všetko robí z použitia živíc na báze polyesteru prínosom pre výrobcu aj pre kupujúceho.

Nedostatky

Nevýhody polyesterových živíc zahŕňajú použitie takého horľavého a toxického rozpúšťadla, akým je styrén vo výrobnom procese. Mnoho výrobcov opustilo jeho používanie, preto pri nákupe živice musíte venovať pozornosť zloženiu.

Ďalšou nevýhodou kompozície je horľavosť živice. Vo svojej neupravenej podobe horí ako tvrdé drevo. Na vyriešenie tohto problému výrobcovia zavádzajú do kompozície práškové plnivá s fluórom a chlórom alebo vykonávajú chemickú modifikáciu.

Nuansy výberu

Polyesterové živice sa dodávajú v „začatej“ polymerizačnej reakcii, to znamená cez určitý čas prejsť do pevného stavu. A ak si kúpite starú živicu, nebude mať deklarované vlastnosti a vlastnosti. Mnohí výrobcovia dávajú na svoje výrobky záruku čerstvosti.

Skladovateľnosť polyesterových živíc je približne šesť mesiacov. Ak dodržiavate pravidlá skladovania, skladujte napríklad kompozíciu v chladničke, pričom nezmrazujte, môžete živicu používať počas celého roka. Nedovoľte priamemu slnečnému žiareniu, rovnako ako teplote životné prostredie nad +20 stupňov.

Epoxidové a polyesterové živice

S polyesterovými živicami sa pracuje oveľa jednoduchšie ako s epoxidovými živicami a sú lacnejšie. Pri výbere materiálu na spoľahlivé lepenie povrchov alebo odlievanie dekoratívnych výrobkov sa však odporúča uprednostniť epoxidové zlúčeniny.

Vzhľad
Pôvodné polyesterové živice sú viskózne medovité kvapaliny od svetložltej až po tmavohnedú. Pri zavádzaní nie Vysoké číslo tvrdidlá polyesterové živice najskôr hustnú, postupne prechádzajú do želatínového stavu, po ktorom sa stávajú gumovými a nakoniec tvrdými, rozpustnými a netaviteľnými. Tento proces, nazývaný vytvrdzovanie, prebieha pri normálnej teplote niekoľko hodín. V pevnom stave sú polyesterové živice pevné, tuhé materiály, ktoré sa dajú ľahko farbiť na akúkoľvek farbu a najčastejšie sa používajú v kombinácii so sklenenými tkaninami (takéto materiály sa nazývajú polyesterové sklolaminát) ako konštrukčné materiály na výrobu širokej škály produktov. .

Hlavné výhody
Vytvrdené polyesterové živice sú vynikajúce konštrukčné materiály s vysokou pevnosťou, tvrdosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu, vynikajúcimi dielektrickými vlastnosťami, vysokou chemickou odolnosťou a environmentálnou bezpečnosťou počas prevádzky. Niektoré mechanické vlastnosti polyesterových živíc používaných v kombinácii so sklenenými tkaninami sa približujú alebo dokonca prevyšujú vlastnosti konštrukčných ocelí.
Technológia výroby produktov z polyesterových živíc je jednoduchá, bezpečná a lacná, pretože polyesterové živice sa vytvrdzujú pri izbovej teplote bez použitia tlaku, bez uvoľňovania prchavých a iných vedľajších produktov s malým zmršťovaním. Preto na výrobu výrobkov nie je potrebné ani zložité objemné drahé zariadenie, ani termálna energia, ktorá umožňuje rýchlo zvládnuť malotonážnu aj veľkotonážnu výrobu produktov.
K vyššie uvedeným výhodám polyesterových živíc je potrebné pripočítať ich nízku cenu, ktorá je dvakrát nižšia ako cena epoxidových živíc.
Treba poznamenať, že v súčasnosti sa produkcia nenasýtených polyesterových živíc u nás aj v zahraničí neustále zvyšuje a tento trend bude pokračovať aj v budúcnosti.

Nedostatky
Samozrejme, polyesterové živice majú svoje nevýhody. Styrén, často používaný ako rozpúšťadlo, je teda toxický a horľavý. Teraz boli vyvinuté triedy bez obsahu styrénu.
Ďalšou nevýhodou je horľavosť. Neupravené, nenasýtené polyesterové živice horia ako tvrdé drevo. Tento problém je vyriešený zavedením práškových plnív do ich zloženia (oxid antimonitý, chlór a fosfor s obsahom nízkomolekulárnych Organické zlúčeniny atď.) alebo chemickou modifikáciou zavedením kyseliny chlorendovej, tetrachlórftalovej, ako aj monomérov: chlórstyrénu, vinylchlóracetátu a iných zlúčenín obsahujúcich chlór.

Zlúčenina
Z hľadiska zloženia sú nenasýtené polyesterové živice viaczložkovou zmesou chemikálií rôzneho charakteru, ktoré plnia určité funkcie. Hlavné zložky, z ktorých sa polyesterové živice skladajú, a funkcie, ktoré vykonávajú, sú popísané v tabuľke:

Polyester, ktorý je hlavnou zložkou, je produktom polykondenzačnej reakcie viacsýtnych alkoholov s viacsýtnymi kyselinami alebo anhydridmi obsahujúcimi esterové skupiny v hlavnom reťazci -CO-C. Najbežnejšie používané viacsýtne alkoholy sú etylénglykol, dietylénglykol, propylénglykol, glycerín a dipropylénglykol. Ako kyseliny a anhydridy sa používajú kyselina fumarová, kyselina adipová, anhydrid kyseliny maleínovej a anhydrid kyseliny ftalovej. V stave pripravenosti na spracovanie má polyester nízku molekulovú hmotnosť (asi 2000) a v procese formovania produktov po zavedení iniciátorov vytvrdzovania sa mení na polymér s vysokou molekulovou hmotnosťou a trojrozmernou sieťovou štruktúrou. , čo spôsobuje vysokú pevnosť a chemickú odolnosť materiálu.
Druhou nevyhnutnou zložkou je monomér – rozpúšťadlo. Navyše, rozpúšťadlo hrá dvojakú úlohu. Na jednej strane znižuje viskozitu živice na úroveň potrebnú na spracovanie, pretože. samotný polyester je príliš hrubý. Na druhej strane sa monomér-rozpúšťadlo aktívne podieľa na kopolymerizácii s polyesterom, pričom poskytuje prijateľnú rýchlosť polymerizácie a vysokú hĺbku vytvrdzovania materiálu (samotné polyestery vytvrdzujú veľmi pomaly). Najčastejšie sa na tento účel používa styrén, ktorý je vysoko rozpustný, veľmi účinný a lacný, má však nevýhodu v toxicite a horľavosti.
Zložkou nevyhnutnou pre prechod polyesterových živíc z kvapalného do tuhého stavu je iniciátor vytvrdzovania - peroxid alebo hydroperoxid. Pri interakcii s ďalšou nevyhnutnou zložkou - urýchľovačom sa iniciátor rozkladá na voľné radikály, ktoré stimulujú proces reťazovej polymerizácie, čím sa molekuly polyesteru menia na voľné radikály. Reťazová reakcia prebieha vysokou rýchlosťou a s uvoľňovaním veľkého množstva tepla. Iniciátor sa pridáva do živice tesne pred formovaním. Po zavedení iniciátora je potrebné formulár vyplniť do 12-24 hodín, pretože po tomto čase živica prejde do želatínového stavu.
Štvrtou zložkou nenasýtených polyesterových živíc je urýchľovač vytvrdzovania (katalyzátor), ktorý je, ako už bolo uvedené vyššie, potrebný na reakciu s iniciátorom, v dôsledku čoho vznikajú voľné radikály, ktoré iniciujú proces polymerizácie. Urýchľovač sa môže zaviesť do kompozície polyesterov tak v štádiu výroby, ako aj priamo počas spracovania pred zavedením iniciátora. Najúčinnejšími urýchľovačmi vytvrdzovania polyesterov pri izbovej teplote sú soli kobaltu, najmä naftenát kobaltu a oktoát kobaltu, vyrábané pod ochranné známky NK a OK, resp.
Polymerizáciu polyesterových živíc treba nielen aktivovať a urýchliť, ale niekedy aj spomaliť. Faktom je, že polyesterové živice, dokonca aj bez iniciátorov a urýchľovačov, môžu samy tvoriť voľné radikály a predčasne polymerizovať počas skladovania. Aby sa zabránilo predčasnej polymerizácii, je potrebný inhibítor vytvrdzovania (spomaľovač). Mechanizmus jeho účinku spočíva v interakcii s periodicky sa vyskytujúcimi voľnými radikálmi za vzniku neaktívnych radikálov alebo zlúčenín neradikálovej povahy. Ako inhibítory sa používajú fenol, trikrezol, chinóny a niektoré organické kyseliny. Inhibítory sa do kompozície polyesterov zavádzajú vo veľmi malom množstve (rádovo 0,02 až 0,05 %) v štádiu výroby.
Vyššie opísané zložky sú hlavné zložky, z ktorých sa polyesterové živice v skutočnosti skladajú ako spojivá. V praxi však pri lisovaní výrobkov do polyesterov veľké množstvo prísady, ktoré majú širokú škálu funkcií a modifikujú vlastnosti pôvodných živíc. Tieto komponenty zahŕňajú práškové plnivá zavedené na zníženie nákladov, zníženie zmršťovania, zvýšenie požiarnej odolnosti; výstužné plnivá (sklolaminát) používané na zvýšenie mechanické vlastnosti, farbivá, zmäkčovadlá, stabilizátory a iné.

Niektoré vlastnosti náterov na báze obnovy polyesterových živíc konvenčného typu, ako aj nátery na báze nitrocelulózy a močovino-formaldehydové laky sú uvedené v tabuľke. 122 G Z týchto údajov jasne vyplýva, že nátery z leštenej polyesterovej živice majú oproti iným materiálom množstvo výhod.

Vyznačujú sa mimoriadne vysokým leskom, priehľadnosťou, výborným vzhľadom, odolnosťou voči vode, rozpúšťadlám a mnohým ďalším chemikáliám. Polyesterové povlaky sú navyše odolné voči plameňu tlejúcich cigariet a vyznačujú sa výbornou mrazuvzdornosťou a zvýšenou odolnosťou proti oderu.

Polyesterové laky vyžadujú iba jeden náter, aby sa dosiahol vysokokvalitný povrch, zatiaľ čo nitrocelulózové a mnohé iné laky sa musia aplikovať v dvoch alebo troch vrstvách. Fólie vyrobené z polyesterových živíc sú odolné voči nárazovému zaťaženiu.

Medzi nevýhody náterov vyrobených z polyesterových lakov patrí náročnosť odstránenia náteru v prípade, že je potrebné naniesť nový. Navyše, hoci sú polyesterové nátery odolné voči poškriabaniu, sú na nich škrabance viditeľnejšie ako na nitrocelulózových fóliách.

Vlastnosti povlaku rôzne druhy

Ako už bolo uvedené, niekedy sa pri výrobe nábytku neusilujú o dosiahnutie vysokého lesku charakteristického pre polyesterové nátery.

Spracovanie polyesterových lakov je náročné z dôvodu potreby použitia dvojzložkových systémov, ako aj z dôvodu inhibície ich vytvrdzovacieho procesu vzdušným kyslíkom. Posledný nedostatok bol teraz prekonaný vďaka vývoju špeciálnych techník.

Je známe, že povrchová vrstva povlaku vyrobeného za prítomnosti vzduchu z bežného typu polyesterovej živice zostáva nevytvrdená po dlhú dobu. Ak sa film vytvrdzuje nie na vzduchu, ale napríklad v dusíkovej atmosfére, proces nie je inhibovaný vzdušným kyslíkom a povlak je úplne vytvrdený.

Pri výrobe laminátov alebo výliskov nehrá inhibícia kyslíka významnú úlohu, pretože povrch v kontakte so vzduchom je relatívne malý v porovnaní s objemom produktu. Typicky je vytvrdzovanie sprevádzané výrazným uvoľňovaním tepla, ktoré prispieva k tvorbe ďalších voľných radikálov.

Sušenie polyesterových živíc vo fóliách (keď je pomer povrchu k objemu veľmi vysoký) prebieha prakticky bez zvýšenia teploty v hmote, pretože reakčné teplo sa v tomto prípade rýchlo rozptýli a nedochádza k tvorbe voľných radikálov v dôsledku zahrievania. .

Voľné radikály vznikajúce pri rozklade peroxidov alebo hydroperoxidov iniciujú kopolymerizačnú reakciu fumarátov alebo maleátov s monomérom, ako je styrén. Voľné radikály reagujú so styrénovými a fumarátovými (alebo maleátovými) skupinami polyesteru a voľné radikály sa tvoria podľa nasledujúcich schém:

V prítomnosti kyslíka interagujú prevažne radikály vznikajúce pri rozklade peroxidov

Táto reakcia je extrémne rýchla. V povrchovej vrstve roztokov nenasýtených polyesterov v styréne teda koncentrácia aktívnych voľných radikálov v prítomnosti vzduchu klesá vysokou rýchlosťou, čo značne spomaľuje iniciáciu kopolymerizácie.

Ukázalo sa, že počas polymerizácie styrénu pri 50°C je reaktivita voľných radikálov vytvorených z peroxidov pri reakciách s kyslíkom 1-20 miliónov krát väčšia ako pri reakciách so styrénom.

Pravdepodobne najdôležitejším krokom vo vývoji priemyslu polyesterových lakov bol vynález spôsobov, ako eliminovať inhibičný účinok kyslíka na proces vytvrdzovania chemickou úpravou polyesterov. V súčasnosti sú známe nasledujúce spôsoby získavania polyesterových lakov, ktorých sušenie nepodlieha inhibičnému účinku vzdušného kyslíka:

a) modifikácia kyslých činidiel používaných pri syntéze polyesterov;

b) modifikácia alkoholových činidiel;

c) modifikácia sieťovacích činidiel (monomérov);

d) zavedenie polymérov schopných interakcie s polyesterovými živicami;

e) použitie sušiacich olejov;

e) použitie polyesterov s vysokým bodom mäknutia;

g) zavedenie voskov alebo iných pop-up prísad do živíc;

h) ochrana povrchu náteru polyesterovými filmami;

i) sušenie za tepla.

Modifikácia kyslých činidiel.

Nedávno organizované priemyselná produkcia polyesterové laky na báze anhydridu kyseliny tetrahydroftalovej ''. Tieto laky vytvárajú nelepivé filmy, ktoré dobre schnú na vzduchu a majú tvrdosť, tuhosť a vynikajúci lesk. V tabuľke. 123 ukazuje typické formulácie a vlastnosti polyesterov syntetizovaných s použitím anhydridu kyseliny tetrahydroftalovej.

TABUĽKA 123.

Formulácie polyesterov modifikovaných anhydridom tetrahydroftaleftu a vlastnosti živíc na ich báze

Vlastnosti živice

Z polyesterových živíc tohto typu, do ktorých sa pridal glycerol, tris-(2-karboxyetyl)izokyanourát alebo určité množstvo kyseliny jablčnej, sa získali filmy. V tabuľke. 124 ukazuje vplyv uvedených činidiel (modifikátorov) na tvrdosť filmov vyrobených pri 25 °C a 50 % relatívnej vlhkosti v prítomnosti 1,5 % (hmotn.) 60 % roztoku peroxidu metyletylketónu a 0,021 % kobalt zavedený do zloženia naftenát kobaltu.

TABUĽKA 124.

Sward-Rocker tvrdosť filmov na báze tetrahydroftalátov syntetizovaných s rôznymi prísadami

Z údajov v tabuľke. 124 vyplýva, že tvrdosť náterov na báze polyesterov obsahujúcich tris-(2-karboxyetyl)-izokyanurátové jednotky je vyššia ako v prípade použitia živíc ostatných dvoch typov.

Je zrejmé, že všetky tieto modifikátory zvyšujú aktivitu polyesteru v reakciách tvorby trojrozmernej siete. V literatúre sú dôkazy, že použitie glycerolu pri syntéze tetrahydroftalátov je veľmi sľubné.

Povlaky na oceli získané z troch menovaných živíc sú veľmi elastické; pri použití polyesterov modifikovaných glycerolom a tris-(2-karboxyetyl)-izokyanurátom je pružnosť povlakov na hliníku nedostatočná, zatiaľ čo živicové povlaky tretej formulácie majú dobrú elasticitu. Fólie z neho vyrobené prekonávajú ostatné aj v odolnosti proti nárazu.

Zistilo sa, že zmena pomeru polyesteru a styrénu alebo množstva a zloženia iniciátora a urýchľovača výrazne neovplyvňuje vlastnosti náterov.

Naopak, významné rozdiely vo vlastnostiach povlakov sa pozorujú pri nahradení polyesteru vo formulácii.

dietylénglykol 1,2-propylénglykol alebo dipropylénglykol (pozri tabuľku 123). Veľký vplyv má aj zmena pomeru kyseliny fumarovej a kyseliny tetrahydroftalovej. Odolnosť fólií proti poškriabaniu sa teda zvyšuje so zvýšením tohto pomeru a znižuje sa so zavedením propylénu a dipropylénglykolu do zloženia pôvodného polyesteru.

Pretože reaktivita anhydridu kyseliny tetrahydroftalovej pri reakciách s glykolom je vyššia ako reaktivita anhydridu kyseliny ftalovej, môže sa polykondenzačný proces uskutočňovať pri nižších teplotách. Polyesterové fólie modifikované anhydridom kyseliny tetrahydroftalovej majú vyššiu tvrdosť a lesk ako fólie na báze ftalátov.

Ako už bolo uvedené, patentová literatúra poskytuje údaje o modifikácii vlastností tetrahydroftalátov zavedením glycerolu, kyseliny jablčnej alebo tris-(2-karboxyetyl)izokyanurátu do polyesterovej formulácie (tabuľka 125).

TABUĽKA 125.

Formulácie tetrahydroftalátov s prísadami modifikátorov a vlastnosti živíc na ich základe

Vo všetkých troch uvedených receptoch. v tabuľke bol molárny pomer anhydridu kyseliny tetrahydroftalovej a kyseliny fumarovej 1:1. Modifikátory kyselín boli zavedené v množstve zodpovedajúcom 0,5 g-ekviv. karboxylových skupín a celkový pomer karboxylových a hydroxylových skupín bol 1:1,05. Zo syntetizovaných polyesterov sa pripravili 50 % roztoky v styréne a filmy sa získali v prítomnosti 1,5 % roztoku (60 %) peroxidu metyletylketónu a 0,021 % kobaltu vo forme α-naftenátu kobaltu.

Všetky tieto fólie prešli testom odolnosti proti poškriabaniu po dobu 30 dní. Vo všetkých prípadoch sa odolnosť fólií proti poškriabaniu časom zvýšila. Pozitívny efekt malo aj tepelné spracovanie pri 50°C; zároveň bola dosiahnutá vysoká životnosť náterov.

Ryža. 42. Vplyv pomeru kyslých činidiel v polyesterovej formulácii na odolnosť filmov z vytvrdených živíc proti poškriabaniu. Čísla na krivkách predstavujú obsah styrénu v počiatočných roztokoch.

Zistilo sa, že odolnosť povlakov voči poškriabaniu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa hustotou zosieťovania živice (obr. 42). Ako je vidieť z obrázku, v rámci študovaných limitov majú vytvrdené produkty na báze koncentrovanejších styrénových roztokov lepšiu odolnosť.

Lepkavosť náterov vyrobených z vysoko nenasýtených polyesterov (s vysokým obsahom kyseliny fumarovej) mizne rýchlejšie ako pri použití produktov s nízkym stupňom nenasýtenia, hoci tvorba nelepivých filmov je vo všetkých prípadoch charakteristická pre polyestery modifikované anhydridom kyseliny tetrahydroftalovej. vo vzduchu.

Treba poznamenať, že takéto povlaky nemajú vždy uspokojivú tvrdosť a odolnosť proti poškriabaniu (tabuľka 126). Fólie vyrobené s použitím polyesterov dietylénglykolu majú teda lepšiu tvrdosť a odolnosť proti poškriabaniu ako povlaky na báze polyesterov 1,2-propylénglykolu. Nahradením dietylénglykolu 1,3-butylén-, 1,4-butylén- a neo-pentylglykolom, 2-metyl-2-etyl-1,3-pentándiolom alebo hydrogenovaným bisfenolom A sa eliminuje lepivosť povrchu, ale zhoršuje sa poškriabanie odolnosť fólií.

TABUĽKA 126.

Povrchové vlastnosti povlakov z polyesterovej živice modifikovaných anhydridom kyseliny tetrahydroftalovej

Ako už bolo uvedené, odolnosť filmov získaných z roztokov tetrahydroftalátov proti poškriabaniu sa časom zvyšuje a stáva sa konštantnou iba 12 až 16 dní po ich aplikácii. Špičkové hodnoty tvrdosti Sward-Rocker sa zvyčajne dosiahnu jeden týždeň po aplikácii filmu.

Povlaky na báze tetrahydroftalátov sú lepšie odolné voči poškriabaniu a nárazu ako nátery vyrobené s použitím priemyselných polyesterových živíc, ktoré neobsahujú voskové prísady. Sú však pod nimi v tvrdosti.

Modifikácia alkoholových činidiel.

V počiatočných štádiách výskumu sa navrhovalo použiť dioly špeciálneho typu, napríklad endo-metyléncyklohexyl-bis-metándiol (produkt Diels-Alderovej reakcie) alebo 4,4-(dioxydicyklohexyl)-alkány. získať takzvané "neinhibované" laky. Tieto zlúčeniny sa použili na čiastočnú alebo úplnú náhradu glykolov bežného typu. Pretože sa povlaky na báze takýchto polyesterov ukázali ako nedostatočne tvrdé a odolné voči poškriabaniu a pôsobeniu rozpúšťadiel.

priaznivcov, nenašli priemyselné uplatnenie. Oveľa neskôr sa v Nemecku a Spojených štátoch súčasne zistilo, že zavedenie p-nenasýtených éterových zvyškov do polyesterov vedie k výraznému zníženiu inhibičného účinku vzdušného kyslíka na proces vytvrdzovania polyesterových živíc.

Dôsledkom tohto objavu bolo použitie na tento účel množstva p,y-alkenyléterov mono- alebo ^-polyhydroxyalkoholov. Zistilo sa, že čiastočné nahradenie (v polyesterovej formulácii) bežných glykolov a-alylesterom glycerolu vedie k produktom, ktoré možno použiť na výrobu tvrdých povlakov odolných voči poškriabaniu.

Prítomnosť alylovej skupiny v polyesterovej kompozícii sama osebe nebráni inhibičnému účinku vzdušného kyslíka na proces vytvrdzovania. Aby boli polyestery neinhibovateľné, alylová skupina musí byť naviazaná na atóm kyslíka za vzniku éterovej väzby.

Podobný účinok majú zvyšky éterov benzylalkoholu. Táto analógia je pochopiteľná, ak vezmeme do úvahy štruktúru týchto zlúčenín:

Čoskoro sa zistilo, že vytvrdzovanie polyesterov syntetizovaných z polyalkylénglykolov tiež nie je inhibované vzdušným kyslíkom. Povlaky na báze polyesterov tohto typu (ako nenasýtené činidlo bola použitá kyselina fumarová) sa vyznačovali pevnosťou, elasticitou a odolnosťou proti poškriabaniu.

Prítomnosť éterovej skupiny v polyesterových molekulách teda vedie k výrobe „neinhibovaných“ lakov. V roku 1962 bola publikovaná správa o polyesteroch syntetizovaných pomocou trimetylolpropándiallyléteru. Polyester sa získal kondenzáciou 214 hmotn. vrátane dialyléteru trimetylolpropánu so 74 hmotn. h) anhydrid kyseliny ftalovej, aby sa dosiahlo číslo kyslosti 24. Produkt bol pri teplote miestnosti viskózny, rozpustil sa v xyléne a potom sa pridal k roztoku 0,03 % kobaltového sušidla. Schopnosť roztoku vysušiť sa potom testovala pomocou VK Drying Recorder (hrúbka vrstvy laku 0,038 mm). Výsledky testov sú uvedené v tabuľke. 127.

TABUĽKA 127

Filmy získané ako je opísané vyššie sa vyznačujú dobrou odolnosťou voči teplu a ultrafialovému žiareniu, odolnosťou voči parafínovému oleju a dobrými elektrickými izolačnými vlastnosťami. Pri absencii kobaltového sušidla takéto filmy dlho nevysychajú.

Nedávno bol získaný patent na spôsob výroby na vzduchu schnúcich polyesterov na báze alifatických alkoholov obsahujúcich 2 až 7 éterových skupín v reťazci. Ako také alkoholové činidlá sa používajú trietylén-, tetraetylén-pentaetylén-, hexaetylén- a pentabutylénglykol. Je tiež opísané použitie adičných produktov etylénoxidov alebo propylénoxidov ku glykolom uvedeným vyššie (molárny pomer oxid:glykol je od 2:1 do 5:1).

zmiešať 100 hm. vrátane výsledného roztoku so 4 % hmotn. hodiny 50 % pasty cyklohexanónperoxidu a 4 hmotn. vrátane 10% roztoku naftenátu kobaltu a odliať fóliu. Vytvrdzovanie filmu začína po 8 minútach a je sprevádzané silným exotermickým účinkom.

Tenké nátery sú úplne vytvrdené za 6 hodín a môžu byť úspešne leštené 8 hodín po lakovaní. Výsledné fólie sú elastické a odolné voči poškriabaniu. Ak sa takýto lak nanesie na strom a na výsledný náter sa z výšky 1,5 m spadne guľa, na povrchu sa objaví priehlbina, ale nevytvoria sa žiadne praskliny.

Použitie alyléterov bolo uvedené vyššie.

Zavedenie alylalkoholéterových zvyškov do bočného reťazca alkoholových činidiel sa uskutočňuje podľa Williamsonovej metódy. Najdostupnejšími zlúčeninami tejto skupiny sú parciálne alylétery viacsýtnych alkoholov. Jeden z najdôležitejšie vlastnosti polyesterov získaných použitím týchto esterov je obsah bočných alylových skupín. Jenkins, Mott a Wicker vyjadrili „funkčnosť“ takýchto polyesterov ako priemerný počet alylových skupín na molekulu.

Vzťah "alylovej funkčnosti" a molekulovej hmotnosti polyesterov na báze anhydridu kyseliny maleínovej, propylénglykolu a glycerolmonoalyléteru je uvedený nižšie:

Na získanie lakov, ktoré schnú. vzduchu, je potrebné do polyesterovej kompozície zaviesť určité množstvo alyléterových zvyškov, ktoré sa stanoví experimentálne. Prítomnosť týchto zvyškov v bočnom reťazci polyesteru vedie k tomu, že počas polykondenzácie môže dôjsť ku gélovateniu pred dosiahnutím optimálnej molekulovej hmotnosti produktu. Vzťah medzi obsahom alylových skupín a molekulovou hmotnosťou, pri ktorej dochádza ku gélovateniu, je uvedený v tabuľke. 128 s použitím príkladu polyesteru syntetizovaného z propylénglykolu, glycerolmonoalyléteru a ekvimolekulového množstva anhydridov kyseliny maleínovej a ftalovej.

TABUĽKA 128

Maximálna dosiahnuteľná molekulová hmotnosť nemôže. zvýšiť znížením obsahu anhydridu kyseliny maleínovej v polyesterovej formulácii.

Vlastnosti fólií vyrobených zo živíc obsahujúcich styrén sa zlepšujú so zvýšením obsahu alyléterových zvyškov v pôvodnom polyestere. Takže pri výmene 80 mol. % propylénglykol monoalyléter glyceridu produkujú polyestery, ktoré tvoria silné, húževnaté filmy, ktoré sú odolné voči rozpúšťadlám a poškriabaniu nechtami. Ak sa v polyesterovej formulácii nahradí iba 30 % propylénglykolu glycerolallyléterom, povrch povlaku sa ľahko poškriabe brúsnym papierom.

Zistilo sa, že na získanie povlakov s dobrým leskom po leštení je potrebné použiť polyestery obsahujúce asi 0,15 mol alyléteru na 100 g polyesteru; na dosiahnutie vysokej odolnosti povlakov voči poškriabaniu sa používajú polyestery obsahujúce aspoň 0,33 mol rovnakej zložky.

Podobne pri použití dialyléteru glycerolu ako činidla, ktoré spôsobuje ukončenie polykondenzačného reťazca, sa vytvoria dobre vyleštené filmy, keď sa do polyesterovej kompozície zavedie 0,3 mol tejto zlúčeniny (na 100 g polyesteru).

Nátery odolné proti poškriabaniu sú vyrobené z polyesterov obsahujúcich 1,45 g molu zvyškov dialyléteru.

Jednou z hlavných prekážok použitia p,y-nenasýtených éterov je relatívna zložitosť syntézy polyesterov na ich báze. To je primárne spôsobené skutočnosťou, že nenasýtené jednotky hlavného a vedľajšieho reťazca majú tendenciu kopolymerizovať. Navyše pri polykondenzácii a,p-nenasýtených kyselín s p,y-nenasýtenými diódami môže byť éterová skupina ľahko zničená silnými kyselinami. Aby sa predišlo tejto nežiaducej vedľajšej reakcii, musia sa prijať osobitné opatrenia.

Nedávno boli v patentovej literatúre uvedené údaje o kombinovanom použití polyesteru bežného typu a polyesteru na báze nenasýtenej kyseliny, nasýteného diolu a nenasýteného diolu obsahujúceho zvyšky p,y-nenasýtených éterov:

Príklady takýchto p,y-nenasýtených éteralkoholov sú mono-w dialylétery trimetyloletánu, butántriolu, hexántriolu a pentaerytritolu. Spomína sa tiež použitie dikarboxylových kyselín obsahujúcich alylové skupiny, napríklad a-alyloxyjantárová a a,p-diallyloxyjantárová, teda živica, ktorej vytvrdzovanie neinhibuje vzdušný kyslík.

Jednou z najdôležitejších vlastností rozpúšťadlových monomérov používaných v náterových kompozíciách je ich tlak pár. Z tohto hľadiska je použitie styrénu nežiaduce, keďže z riedkych uniká citeľné množstvo styrénu.

filmy, najmä pri dlhých časoch schnutia. Na výrobu polyesterových lakov je vhodné použiť málo prchavé monoméry schopné aktívnej kopolymerizácie s maleátmi a fumarátmi v prítomnosti vzdušného kyslíka. Schopnosť monomérov miešať sa s polyestermi za vzniku roztokov s nízkou viskozitou je tiež veľmi dôležitá.

Polyalylické étery spĺňajú tieto požiadavky: dobre sa kombinujú s polyestermi a vytvárajú kompozície s nízkou viskozitou, ktoré vo vytvrdnutom stave nemajú povrchovú lepivosť. Takéto monoméry ľahko vstupujú do kopolymerizácie s polyestermi a za týchto podmienok netvoria homopolyméry. Nižšie sú uvedené údaje o teplotách, ktoré vznikajú v hmote polyesterových živíc počas ich vytvrdzovania:

Zlúčeniny s alyloxyskupinami ľahko kopolymerizujú s fumarátmi. P-alyloxyacetát teda tvorí kopolyméry s dietylfumarátom v rôznych pomeroch činidiel.

Je zaujímavé poznamenať, že p-alyloxyetylacetát nekopolymerizuje so styrénom a keď sa tento ester zavedie do polyesterových živíc obsahujúcich styrén, pravdepodobne reaguje iba s fumarátovými skupinami polyesteru.

Polyalylétery možno získať z derivátov melamínu alebo esterifikáciou glycerolalyléterov s anhydridom kyseliny ftalovej. Hoci takéto monoméry dobre kopolymerizujú s fumarátmi, v mnohých prípadoch je ich použitie komplikované skutočnosťou, že tvoria vysoko viskózne zmesi s polyestermi.

So zvýšením obsahu všetkých skupín sa zlepšuje schopnosť živíc vytvárať nelepivé povlaky. Vlastnosti filmov získaných vytvrdzovaním.

kompozície pozostávajúce z troch častí polyesteru a dvoch častí polyalylových monomérov rôznych typov sú uvedené v tabuľke. 129.

TABUĽKA 129.

Jenkins, Mott a Wicker skúmali vplyv množstva tetraalyléteru bis-glycerol adipátu na vlastnosti polyesterových povlakov (tabuľka 130).

Autori ukázali, že kompozícia musí obsahovať aspoň 40 % monoméru, aby sa získali tvrdé povlaky odolné voči poškriabaniu. Toto množstvo zodpovedá 0,35 g-ekv. alylových skupín na 100 g roztoku a je blízke optimálnemu obsahu bočných alylových skupín v polyesterovom reťazci (pozri predchádzajúcu časť).

veľký praktickú hodnotu má tú okolnosť, že akýkoľvek nenasýtený polyester sa môže stať "neinhibovateľným" pridaním vhodného monoméru.

V skutočnosti je oveľa jednoduchšie zavádzať do živice. monoméry sú étery alylalkoholu ako modifikovať polyesterové reťazce. Existujú dôkazy o znížení inhibičného účinku vzdušného kyslíka, keď sa do polyesterových živíc pridajú aromatické monoméry obsahujúce aspoň dva izopropenylové radikály, napríklad diizopropenylbenzén. Takéto zlúčeniny však samotné nie sú dostatočne účinné na to, aby umožnili laku vyschnúť na vzduchu a vytvoriť vysokokvalitný povlak. Treba tiež poznamenať, že pri použití živíc obsahujúcich styrén môže dôjsť k narušeniu pomeru polyesteru a styrénu, a to najmä v dôsledku odparovania styrénu, čo spôsobuje zníženie hĺbky vytvrdzovania živice. V tejto súvislosti je potrebné vziať do úvahy straty odparovaním, prienikom do podkladu alebo nástrekom a do zloženia laku zaviesť nadbytok styrénu (5-10%). Okrem toho, ak sa ako rozpúšťadlový monomér používa styrén, mali by sa použiť polyestery s vyššou molekulovou hmotnosťou.

Organické doplnky

Zistilo sa, že parafínový vosk možno použiť na odstránenie povrchovej lepivosti z polyesterových povlakov. Je rozpustný v pôvodnej živici, ale počas procesu vytvrdzovania sa z nej takmer úplne uvoľní a vytvorí na povrchu náteru ochranný film, ktorý bráni inhibičnému účinku vzdušného kyslíka. Tento spôsob získavania nelepivých náterov sa úspešne používa pri výrobe polyesterových živíc a lakov. Známe sú aj iné „vyskakovacie“ prísady, ako napríklad stearany, ktoré sa však nepoužívajú tak široko ako parafín.

Typicky sa voskovité prísady pridávajú v množstve 0,01 až 0,1 % hmotn. Po zaschnutí náteru (3-5 hodín po jeho aplikácii) sa parafínový film odstráni brúsením abrazívnymi materiálmi. Pri následnom leštení lešteného povlaku sa vytvorí zrkadlový povrch. Brúsenie je pekné* zložitý proces, pretože prísady podobné vosku upchávajú brúsny papier.

Potreba dodatočných operácií - brúsenie a leštenie - je vážnou prekážkou použitia polyesterových lakov. Dosiaľ však nebolo možné získať brilantné povlaky zo živíc obsahujúcich voskovité prísady bez dodatočného spracovania. Treba tiež poznamenať, že pop-up aditíva minimalizujú straty styrénu z odparovania.

Jednou z nevýhod polyesterových lakov tohto typu je zhoršenie priľnavosti filmov na nich založených k podkladu v dôsledku migrácie vosku alebo parafínu do neho.

Povrchová vrstva náterov sa zakalí v procese plávania parafínu; po brúsení a leštení môže tento proces pokračovať, najmä pod vplyvom tepla alebo ultrafialového žiarenia.

Zníženej priľnavosti sa dá vyhnúť tak, že najskôr nanesiete lak, ktorý neobsahuje voskové prísady, a po chvíli parafínový roztok. V tomto prípade je parafín iba na povrchu povlaku.

Zavedenie malých množstiev acetátbutyrátu celulózy dáva lakom schopnosť vytvárať po sušení na vzduchu nelepivé filmy a má množstvo ďalších výhod:

a) zabraňuje stekaniu vody zo zvislých plôch;

b) urýchľuje gélovatenie;

c) zabraňuje tvorbe škrupín a nepravidelností;

d) zvyšuje tvrdosť povrchu;

e) zvyšuje tepelnú odolnosť povlaku.

Na prípravu neinhibovaných lakov sa k polyesteru pri 150 °C pridá acetobutyrát celulózy s nízkou molekulovou hmotnosťou a po jeho úplnom rozpustení sa pridá rozpúšťadlový monomér. Ak sa polyester najprv rozpustí v monoméri, potom sa acetobutyrát zavedie do roztoku pri približne 95 °C; v tomto prípade sú možné straty monoméru (1-2%) v dôsledku odparovania. Acetobutyrát celulózy zlepšuje nielen kvalitu lakov a náterov, ale pôsobí aj ako zahusťovadlo a regulátor viskozity lakov. Aby sa účinne zabránilo inhibičnému účinku kyslíka, na čerstvo nanesenú nespolymerizovanú vrstvu polyesterovej živice sa niekedy nanáša vrstva laku na báze butyrátu a močovinoformaldehydovej živice. Získaním takéhoto povrchového povlaku priamo po nanesení polyesterovej živice sa zabráni neúplnému vytvrdnutiu povrchovej vrstvy živice.

Spôsob, ako sa vyhnúť gélovateniu, je zreagovať polyester zakončený karboxylovou skupinou s čiastočne epoxidovanou alkydovou živicou na báze vysychajúcich olejových kyselín. Tieto zlúčeniny reagujú pri relatívne nízkych teplotách, čo bráni priebehu Diels-Alderovej reakcie.

Na vzduchu schnúce polyestery sa tiež získavajú reakciou diglyceridu, polyesteru zakončeného hydroxylovou skupinou a diizokyanátu.

Takéto výrobky však neboli široko používané, čo možno vysvetliť vážnymi ťažkosťami pri ich výrobe. Aby mali polyestery schopnosť schnúť na vzduchu, je potrebné do ich zloženia zaviesť značné množstvo zlúčenín na báze kyselín sušiacich olejov. Okrem toho niektoré z týchto produktov zle kopolymerizujú so styrénovými alebo maleátovými jednotkami a spôsobujú odfarbenie filmu, keď starne.

Ďalším spôsobom, ako získať nelepivé povlaky, je použitie polyesterov, ktoré sú aj v nevytvrdenom stave také tuhé, že filmy na ich základe možno leštiť bez toho, aby sa leštiaci materiál upchal.

Vo všeobecnosti tvrdosť polyesterov a ich bod mäknutia spolu súvisia. Na získanie nelepivých náterov sú vhodné polyestery s bodom mäknutia nad 90 °C. 6 ukazuje, že bod mäknutia možno zvýšiť niekoľkými spôsobmi. Napríklad pri použití cyklických diolov, ako je cyklohexándiol, je možné získať polyestery so zvýšenou tvrdosťou a teplotou mäknutia. Zavedenie polárnych skupín do polyesterového reťazca má podobný vplyv na tieto vlastnosti.

Použitím vhodných komponentov alebo zavedením špecifických skupín do polyesterov je teda možné výrazne zvýšiť ich bod mäknutia.

Propylénglykol f-j- hydrogenovaný bisfenol A*. . . .

o-Ftalová f-maleínová

Zavedenie amidových skupín čiastočnou náhradou etanolamínu alebo etyléndiamínu používaného pri syntéze glykolov má podobný vplyv na vlastnosti polyesterov.

Takýto účinok bol pozorovaný napríklad v prípade nahradenia väčšej alebo menšej časti propylénglykolu amínmi pri syntéze polypropylénglykolmaleátizoftalátu (molárny pomer kyslých činidiel je 1:1).

Porovnaním účinku ekvimolekulových množstiev monoetanolamínu a etyléndiamínu na bod mäknutia polyesterov môžeme konštatovať, že etyléndiamín je účinnejší (tabuľka 132).

Získanie nenasýtených polyesterov s vysokým bodom mäknutia zvyčajne nespôsobuje žiadne zvláštne ťažkosti, avšak laky na ich báze majú množstvo významných nevýhod. Teda vytvrdené nátery, aj keď sú tvrdé, sú krehké a citlivé na rozpúšťadlá. Pri striedavom chladení a zahrievaní majú filmy tendenciu praskať. Tieto nedostatky súvisia najmä so stratami.

Viac moderné metódy zabrániť inhibičným účinkom vzdušného kyslíka, ktoré boli opísané v predchádzajúcich odsekoch, umožňujú získať vysokokvalitné nátery bez výrazného zvýšenia nákladov na materiály.

Povrchová ochrana polymérovými filmami.

Táto metóda spočíva v ochrane povrchu farby celofánovým alebo terylénovým filmom, čím sa zabráni kyslíku v inhibícii vytvrdzovania polyesterových živíc. Okrem toho v prípade použitia fólií nie sú pozorované žiadne viditeľné straty styrénu v dôsledku odparovania. Tento spôsob povrchovej ochrany sa používa aj pri výrobe určitých typov laminátov a pri vytvrdzovaní vonkajšej vrstvy sklom vystužených plastov. Na získanie iných typov povlakov nie je tento spôsob prakticky zaujímavý.

"Horúce" vytvrdzovanie.

Tvrdé polyesterové povlaky sa získavajú vytvrdzovaním živíc pri teplotách rádovo 100 °C alebo vyšších. Nie je potrebné používať špecifické prísady alebo špeciálne druhy polyesterov. V procese vytvrdzovania pri vysokých teplotách sú možné značné straty styrénu, čo nepriaznivo ovplyvňuje kvalitu povrchu náteru. V tomto ohľade je vhodné použiť živice obsahujúce vysokovriace monoméry.

Uvádza sa, že niektoré vypaľovacie polyesterové laky vytvárajú povlaky porovnateľné v tvrdosti s povlakmi na báze melamínových alkydových živíc. Takéto laky sa vytvrdzujú infračerveným ohrevom pri 100 °C počas 5 minút. V tomto prípade sa vytvárajú brilantné povlaky, ktoré nevyžadujú špeciálne leštenie.

KOPOLYMERIZÁCIA DVOJZLOŽKOVÝCH SYSTÉMOV.

Táto časť pojednáva o vzoroch kopolymerizácie prebiehajúcej za účasti voľných radikálov. Voľné radikály môžu byť generované rôznymi spôsobmi, vrátane tepelnej alebo fotochemickej degradácie zlúčenín, ako sú organické zlúčeniny.

Ako ukázali testy kopolymérov so styrénom zmesových nenasýtených polyesterov glykolov s nízkou molekulovou hmotnosťou (etylénglykol, di- a trietylénglykol) a polyetylénglykolu s molekulovou hmotnosťou 17D0, pevnosť v ťahu klesá so zvyšujúcim sa obsahom polyetylénglykolu v polyestere. zloženie v dôsledku zníženia hustoty zosieťovania. Súčasne sa elasticita kopolymérov prudko zvyšuje a po dosiahnutí maxima začína klesať v dôsledku zvýšenia intermolekulárnej interakcie polyesterových jednotiek. Pri použití polyetylénglykolu s molekulovou hmotnosťou 600 má závislosť relatívneho predĺženia polyméru od zloženia východiskového polyesteru monotónny charakter [L-N. Sedov, P. 3. Li, N. F. Pugachevskaya, Plast, hmoty, č. 11, 11 (Shbb); Príspevok na 2. medzinárodnej konferencii o sklolaminátových a zalievacích živiciach, Berlín, 1967]. - Približne. vyd.

Rozdiely, ktoré zvážime v tomto článku, patria do triedy termosetov. To znamená, že po procese stuhnutia sa už nemôžu vrátiť do tekutého stavu. Obe kompozície majú odlišné vlastnosti, čo určuje rozsah ich použitia. Pre pochopenie účelu týchto materiálov je užitočné prečítať si prehľad polyesterových a epoxidových živíc.

Epoxidová živica

Epoxidom sa označujú materiály syntetického pôvodu. Vo svojej čistej forme je nevhodný na použitie, pretože nie je schopný sám prejsť do pevného stavu. Na vytvrdenie sa do epoxidovej živice v správnom pomere pridáva špeciálne tužidlo.

Pre správne použitie potrebujete poznať výhody a nevýhody epoxidovej živice. Živica tohto typu je cenená pre svoje pevnostné vlastnosti. Je odolný voči agresívnym chemikáliám, ako sú kyseliny a zásady. Medzi výhody epoxidu patrí: mierne zmrštenie, vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a vynikajúca pevnosť. Proces tuhnutia prebieha v širokom rozsahu teplôt, ale odporúčaný rozsah v každodennom živote je od +18 do +25 stupňov. Metóda vytvrdzovania za tepla sa používa pri výrobe vysoko pevných produktov, ktoré vydržia extrémne zaťaženie.

Tento typ živice sa používa v priemysle aj v domácnosti. Rozsah ich použitia sa rozširuje vďaka vytváraniu nových kompozícií s optimalizovanými vlastnosťami. Zmiešaním rôznych druhov epoxidových živíc a tvrdidiel je možné získať finálny produkt s úplne odlišnými vlastnosťami.

Aplikácia epoxidovej živice

Živica epoxidového typu sa primárne používa ako materiál na lepenie povrchov: dreva, kože, kovu a iných neporéznych povrchov. Takéto zloženie je žiadané v elektronike, strojárstve a letectve. Sklolaminát, ktorý sa aktívne používa v stavebníctve, je tiež vyrobený z epoxidu. Živica sa používa na hydroizoláciu podláh a stien, vrátane vonkajších. Hotové výrobky zo sklolaminátu po brúsení a dodatočnom spracovaní sú obľúbené pri zdobení interiérov.

Epoxidové tužidlo

Epoxidový materiál pozostáva z dvoch zložiek, po zmiešaní ktorých začína proces polymerizácie. Zložka, ktorá spôsobuje vytvrdnutie epoxidu, sa nazýva tužidlo. V závislosti od použitia rôznych živíc a tvrdidiel možno získať úplne odlišné epoxidové zmesi.

Podiel tvrdidla v zložení môže byť rôzny a závisí hlavne od značky živice. Polymerizačná reakcia epoxidovej živice je nevratná, to znamená, že nie je možné roztaviť už stuhnutý materiál.

Je mylné domnievať sa, že nadhodnotením množstva tužidla bude otužovanie rýchlejšie. Účinným spôsobom, ako urýchliť proces, je zvýšiť teplotu zmesi. Zvýšiť Prevádzková teplota o 10 stupňov vám umožňuje zrýchliť proces 3-krát. Na tieto účely sú komerčne dostupné špeciálne komponenty. Existujú aj epoxidové zmesi, ktoré tuhnú pri nízkych teplotách.

Nesprávny výber množstva tužidla nepriaznivo ovplyvňuje kvalitu hotového výrobku. V prvom rade sa znižuje jeho pevnosť a odolnosť voči chemikáliám. Pri malom množstve tužidla sa konzistencia dielca stáva lepkavou, pri nadbytku sa polymér uvoľňuje na povrch materiálu. Najbežnejšie pomery živica/tvrdidlo sú 1/2 alebo 1/1. Pred zmiešaním sa odporúča prečítať si pokyny pre správny pomer zložiek.

polyesterová živica

Takáto živica vzniká pri spracovaní alkoholov na špeciálne účely. Základom materiálu je polyester. Na urýchlenie procesu vytvrdzovania sa používajú špecializované rozpúšťadlá a inhibítory. V závislosti od rozsahu materiálu môže mať inú štruktúru a vlastnosti. Výsledný produkt potrebuje dodatočné spracovanie zamerané na zvýšenie ochrany pred vodou a ultrafialovým žiarením. Dodatočný náter tiež zvyšuje pevnostné vlastnosti produktu. Polyesterová živica sa na rozdiel od epoxidu vyznačuje nízkymi mechanickými vlastnosťami. Ale zároveň sa rozlišuje polyester nízka cenačo robí materiál obľúbenejším.

Takéto živice sa aktívne používajú pri stavbe budov, v automobilovom priemysle, stavbe lodí a výrobe kontajnerov pre chemické zloženie. Polyesterové komponenty, keď sa zmiešajú so sklom, tvoria zlúčeniny s vysokou pevnosťou. Vďaka tomu sa výsledný materiál používa pri výrobe prístreškov, striech budov a svietidiel.

Súčasťou umelého kameňa je aj polyesterová živica. Plast vyrobený s použitím tohto komponentu sa používa pri výrobe parapetov, sprchovacích kabín, priečok a dekoratívnych prvkov. Polyesterové živice sa na rozdiel od epoxidových živíc ľahko farbia.

Hlavné výhody polyesterovej živice

Polyesterová živica je na rozdiel od epoxidu praktickejšia. Po zmiešaní so sklom získa kompozícia pevnostné charakteristiky, ktoré prevyšujú vlastnosti ocele. Polyester nie je potrebné vytvrdzovať špeciálne podmienky a teploty. Práca s ním sa považuje za menej pracnú a samotný materiál je lacnejší.

V čom je rozdiel?

Pri otázke: "Čo je lepšie, polyester alebo epoxid?", musíte pochopiť, prečo a kde je potrebná živica. Oba materiály majú svoje pre a proti a konečný výber závisí od podmienok použitia, ako aj od typu povrchu, na ktorý bude živica nanesená.

Epoxid má vyššie náklady, ale je odolnejší. Má vynikajúce lepiace vlastnosti a pevne spája povrchy rôznych štruktúr. Epoxidová živica sa líši od polyesterového produktu nízkym zmršťovaním, lepšími mechanickými vlastnosťami a odolnosťou proti opotrebovaniu.

Zároveň na rozdiel od polyesteru potrebuje epoxid viac času na vytvrdnutie, čo spomaľuje proces výroby dielov z tohto materiálu. Práca s takouto živicou je sprevádzaná zvýšenými bezpečnostnými opatreniami: pri práci s tekutým materiálom sú potrebné rukavice a na spracovanie pevného produktu je potrebný respirátor. Nebezpečenstvo nie je ani tak v samotnej živici, ale v komponentoch, ktoré jej dávajú pevný stav. Pri vytvrdnutí za podmienok vysoká teplota existuje šanca na stratu viskozity materiálu, čo spôsobuje ďalšie ťažkosti pri práci.

Ktorá živica je lepšia, epoxidová alebo polyesterová? Recenzie naznačujú, že vo väčšine prípadov sa prvý používa vo forme lepidla, pretože jeho vlastnosti sú oveľa vyššie ako vlastnosti materiálu na báze polyesteru. V iných situáciách sa zdá racionálnejšie použiť polyesterovú živicu, ktorá po prvé ušetrí peniaze a po druhé zjednoduší prácu.

Výhody použitia polyesteru

Polyester nevyžaruje toxické prvky, ľahko sa používa a na prácu s ním nie sú potrebné špeciálne znalosti. Kompozícia sa používa na pokrytie rôznych povrchov, po ktorých nasleduje ošetrenie činidlom zvyšujúcim pevnosť. Z hľadiska adhéznych vlastností je polyester výrazne horší ako epoxid a je iracionálne používať ho na lepenie povrchov. Ako materiál na dekoračné výrobky nie je vhodný, nakoľko má nízke mechanické vlastnosti. Pri miešaní zloženia polyesteru sa používa malé množstvo katalyzátora. Materiál tuhne rýchlo, do 2-3 hodín.

Hotová časť má elasticitu a odolnosť proti ohybu. Nevýhodou produktov z polyesterovej živice je horľavosť. Nenanášajte polyesterovú živicu na predmet vyrobený z epoxidu. Na opravu epoxidového produktu je lepšie ho použiť.

Ako správne pripraviť povrch

Živica by sa mala nanášať iba na predtým pripravené povrchy. Prvým krokom je odmastenie rozpúšťadlom. Po odstránení nečistôt a stôp tuku sa vykoná proces mletia. Horná vrstva sa odstráni z povrchu materiálu pomocou brúsneho papiera alebo špeciálneho nástroja. Potom sa vykoná proces odstraňovania prachu. Potom môžete začať používať pracovnú zložku.

Bezpečnosť

Aby pri práci so živicami a tvrdidlami nedošlo k poškodeniu zdravia, je potrebné maximálne prijať všetky opatrenia. nedodržiavanie pravidiel jednoduché pravidlá môže spôsobiť poranenie pokožky, popáleniny alebo poškodenie pľúc pri manipulácii s epoxidovými alebo polyesterovými živicami. Bezpečnostné prvky pri práci s chemikáliami:

• Nepoužívajte nádoby určené na varenie.
• Všetky manipulácie sa musia vykonávať v špeciálnom oblečení a rukaviciach. Pred vykonaním práce by sa ruky mali natrieť ochranným krémom. Brúsenie hotových výrobkov sa vykonáva v respirátore a špeciálnych okuliaroch.
• Ak sa živica dostane do kontaktu s pokožkou, treba ju ihneď umyť mydlom alebo alkoholom.

S epoxidovými komponentmi by sa malo manipulovať v dobre vetranom priestore.

Široké používanie polyesterových živíc v rôznych priemyselných odvetviach vrátane stavebníctva vedie k otázke, ako s týmto materiálom pracovať. Existuje určitá technológia na prácu s polyesterovou živicou. O vlastnostiach polyesterových živíc a technike práce s nimi budeme ďalej uvažovať.

Polyesterová živica - aplikácia materiálu

Existuje obrovské množstvo priemyselných odvetví, ktoré používajú polyesterovú živicu. Ponúkame vám, aby ste sa zoznámili s najobľúbenejšími z nich:

1. Stavebný priemysel.

Tento materiál sa používa vo výrobnom procese sklolaminátu, ktorý má dodatočnú výstuž zo sklenených vlákien. Tento plast má vysokú mechanické vlastnosti, nízka hmotnosť, transparentná textúra, pútavý vzhľad. Plastové diely sa používajú pri výrobe rôznych druhov svietidiel, striech, závesných konštrukcií. Navyše, dokonca aj okenné parapety, rímsy, monolitické kúpeľne, sprchové kabíny sú vyrobené z plastu na báze polyesteru. Okrem toho sa tento materiál ľahko farbí a získava požadovanú farbu a odtieň.

2. Lodiarsky priemysel.

Toto odvetvie používa najviac polyesterovej živice. Väčšina dielov, puzdier, okien je pospájaná pomocou polyesterových živíc. Tento materiál je vysoko odolný voči vlhkosti. Preto materiály ošetrené polyesterovou živicou majú vysokú odolnosť proti hnilobe a vlhkosti.

3. Výroba automobilov - strojárstvo.

Polyesterová epoxidová živica je súčasťou karosérií rôznych druhov

prvky, ktoré sú súčasťou automobilov. Okrem toho sa z polyesterových živíc vyrábajú rôzne typy zmesí tmelov a základných náterov.

4. Odvetvie chemického priemyslu.

Pretože polyesterová živica je vysoko odolná voči agresívnym zlúčeninám, je široko používaná v chemickom priemysle. Polyester je prítomný v zložení potrubí, cez ktoré sa čerpá olej.

Okrem toho je použitie polyesterových živíc spojené s elektrotechnickým priemyslom, strojárstvom, drevospracujúcim priemyslom, športovým tovarom, umením.

Polyesterová živica - materiálové charakteristiky

Polyesterová živica je materiál, ktorý sa vyrába zmiešaním a spracovaním viacsýtnych alkoholov. Tieto živice sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach. Vzhľadom na jedinečnosť ich zloženia sú polyesterové živice široko používané pri stavbe lodí. Ich použitie vám umožňuje získať ľahký, ale zároveň odolný voči vlhkosti.

Okrem toho, medzi výhody polyesterovej živice, poznamenávame:

• minimálna tepelná vodivosť;
• maximálna odolnosť proti vlhkosti;
• trvanie prevádzky;
• odolnosť voči zmenám teploty;
• odolnosť voči mechanickému namáhaniu;
• odolnosť voči chemikáliám;
• ukazovatele vysokej spoľahlivosti;
• všestrannosť a široký rozsah aplikácií.

Použitie rastlinných olejov v procese výroby polyesterovej živice umožňuje vyrobiť materiál s rovnakými vlastnosťami ako anorganické živice. Zároveň sa v niektorých prípadoch zvyšujú ukazovatele trvanlivosti a spoľahlivosti.

Na výrobu dvojzložkovej polyesterovej živice alebo tvrdej polyuretánovej peny sa používa látka vo forme polyolu. Polyesterové živice - výroba látok šetrných k životnému prostrediu, má nasledujúce výhody:

• zníženie objemu rafinácie ropy má pozitívny vplyv na negatívny vplyv na životné prostredie;
• materiál sa získava úplne bezpečný a neškodný pre ľudí aj pre celú planétu;
• tak je možné dosiahnuť značné úspory hotovosť pretože prírodné materiály sú lacnejšie.

Polyesterová živica transparentná: technológia použitia

Aby ste mohli bezpečne pracovať s polyesterovými živicami, mali by ste sa oboznámiť s určitými pravidlami a dodržiavať ich. Sklolaminát je v stavebníctve veľmi častým a potrebným artiklom, na výrobu ktorého sa stačí naučiť pracovať s polyesterovou živicou.

Na vytvrdenie polyesterových živíc je potrebný katalyzátor, ktorého zavedením sa vnútro živice naplní teplom. Ďalšou možnosťou polymerizácie je príjem tepelnej energie živicou z externý zdroj. Táto metóda sa líšia vysokými nákladmi na vykonanie.

Najčastejšie po zakúpení živice prichádza s pokynmi, ktoré uvádzajú množstvo polymerizéra, ktoré môže spôsobiť, že živicový produkt bude tvrdý. Okrem toho množstvo tejto látky určuje aj teplotu vzduchu v čase jej pridávania do živice.

Upozorňujeme, že práca by sa mala vykonávať postupne, pretože živica tuhne veľmi rýchlo. Mali by ste začať pracovať s pol litrom materiálu. Práca so živicami je dosť nebezpečný proces, ktorý si vyžaduje špeciálnu masku a okuliare. Pretože katalyzátor nepriaznivo ovplyvňuje videnie.

Pridávanie katalyzátora do roztoku živice sa uskutočňuje postupne a kompozície vyžadujú dôkladné premiešanie. Suroviny by sa však nemali miešať príliš rýchlo, aby sa do nich nedostalo príliš veľa vzduchu. Miešajte katalyzátor a živicu asi tri minúty, aby ste získali homogénnu zlúčeninu.

Upozorňujeme, že kým živica vytvrdne, uplynie určitý čas, ak po piatich minútach nevidíte výsledok, nemusíte pridávať katalyzátor.

Prítomnosť katalyzátora v živici zmení jej farbu z modrej na ružovú. V tomto prípade by sa mala živica pred vytvrdením naniesť na výrobok, na ktorý sa plánuje použiť.

Zahriatie alebo zvýšenie teploty živice je znakom toho, že živica začína polymerizovať. Na spomalenie tvrdnutia živice sa nádoba, v ktorej sa nachádza, umiestni do nádrže s vychladenou kvapalinou, napríklad vodou, alebo priamo do chladiarne, v ktorej nie sú žiadne potraviny.

Keď sa živica zmení na želé, jej životnosť končí. Čas od okamihu, keď sa živica skombinuje s katalyzátorom do tohto obdobia, predstavuje životnosť živice. Priemerná doba použitia živice po zriedení je 20 až 60 minút za predpokladu, že živica má dobrá kvalita a po výrobe bol riadne uskladnený.

Ak želatinizácia živice už začala a živica ešte nebola použitá, živica sa definitívne zlikviduje. Nie je však potrebné likvidovať živicu na mieste náchylnom na požiar, pretože energia, ktorá sa uvoľňuje počas procesu spájania živice s katalyzátorom, môže viesť k požiaru.

Pri vyhadzovaní pracovnej živice by mala byť rovnomerná a tenká vrstva uhlaďte ho na povrchu. Zároveň sa práce vykonávajú na mieste, kde nie sú žiadne horľavé materiály. Celá doba polymerizácie živice je riadená zmenou jej farby. Majte na pamäti, že príliš rýchle vytvrdzovanie živice zvýši jej zmršťovanie po vytvrdnutí. Pamätajte, že katalyzátor sa vstrekuje do každej časti polyesterových živíc. Optimálna teplota na prácu s materiálom je minimálne 16 stupňov a maximálne 40 stupňov tepla. V tomto prípade sa za ideálny rozsah považuje 25-30 stupňov. Zároveň je nežiaduce prítomnosť priameho slnečného žiarenia alebo dažďa.

Po nanesení živice a jej oddelení na povrchu by sa s ňou nemalo viac hýbať. Všetky ďalšie práce sa vykonávajú po úplnom vytvrdnutí živice. Priemerná čakacia doba je jedna až tri hodiny. Ak je v blízkosti oblastí živice vlhkosť, čakacia doba sa o niečo predĺži.

Úplná polymerizácia živice sa však uskutoční po niekoľkých dňoch od okamihu jej aplikácie. Zároveň, ak sa vyrába sklolaminát, potom sa prvé dni vyznačuje určitou plasticitou, ľahko sa ohýba. Preto, ak sa plánuje výroba výrobkov z polyesterových živíc, práce by sa mali vykonať do niekoľkých dní od okamihu nanesenia živice. Polyesterová živica získava pevnosť v priebehu niekoľkých týždňov od okamihu aplikácie. S prevádzkou predmetov z neho vyrobených by sa preto malo začať až po uplynutí tejto doby.

Vlastnosti nenasýtených polyesterových živíc

Veľmi obľúbené je použitie nenasýtených polyesterových živíc. Je to spôsobené predovšetkým tým, že tieto polyméry sú schopné vytvrdnúť aj pri izbovej teplote. Zároveň nedochádza k vylučovaniu produktov s vedľajšími účinkami. Proces výroby vystuženého plastu a iných podobných predmetov je teda značne zjednodušený.

Použitie týchto živíc je obzvlášť dôležité v prípade výroby liatych izolácií, elektrických a rádiových zariadení, povlakov zo sklenených vlákien atď. Okrem toho sa nenasýtené polyestery používajú na výrobu častí trupu lodí a lodí v automobilovom priemysle. Na zníženie nákladov na pracovnú silu v procese spracovania polyesterových živíc sa odporúča venovať pozornosť kvalite živice pri jej nákupe. V tomto prípade bude kvalita výrobkov vyrobených z polyesterových živíc na správnej úrovni.

Výroba umelého kameňa z polyesterovej živice

Oblasť použitia polyesterových živíc zahŕňa výrobu umelého kameňa z nich. V tomto prípade je živica prepojením plniva. Aby sa dosiahol určitý efekt, často sa do živice pridáva strúhanka, farbivo alebo plnivá. Na výrobu lisovaných výrobkov, ako sú dosky vyrobené z umelého kameňa, sa najskôr v určitej forme umiestni veľké plnivo. Na vyplnenie vzniknutých dutín sa položí plnivo menšieho objemu. Súčasne je možná kombinácia materiálov z gumy, kovu, polyméru, žuly, vápenca. Okrem polymérnych živíc pôsobia ako spojivo látky vo forme cementu, sadry, tekutého skla.

Na nezávislú výrobu materiálu umelého pôvodu vo forme mramoru stačí použiť polyesterovú živicu, triesky z umelého mramoru. Okrem toho budete potrebovať špeciálne farbivá a plnivá, ktoré pomôžu napodobniť mramor.

Všetky zložky hmoty sa navzájom zmiešajú a nalejú do formy. Najčastejšie je forma vyrobená zo skla a má tvar obdĺžnika. Na vytvrdenie tejto kompozície sa používa rúra, v ktorej je prítomný horúci vzduch.

Po úplnom vytvrdnutí kompozície sa leští, až kým sa neobjaví drť z umelého mramoru. Avšak tieto spôsoby výroby umelého kameňa majú určité nevýhody. Medzi nimi je predovšetkým nízka pevnosť získaných výrobkov, nízka životnosť, nízka pevnosť.

Ak sa nejakým spôsobom zmení technológia výroby kameňa, je možné zvýšiť jeho pevnostné charakteristiky. Na výrobu umelého kameňa sa používajú nástroje vyrobené z polyesteru, epoxidu a iných látok. Na jej povrch je nanesená väzobná priesvitná hmota s vrstvou do dvoch milimetrov. Táto látka ochráni povrch kameňa pred zničením vplyvom slnka, teplotných zmien alebo vlhkosti. Potom, čo priesvitná vrstva získa konzistenciu gélu, je pokrytá plnivom, ktorého základom sú žulové a mramorové triesky. Na jeho výrobu sa používajú materiály organického aj anorganického pôvodu. Existuje niekoľko možností pre plnivá - jedno alebo viaczložkové.

Po úplnom vytvrdnutí kompozitného materiálu je pokrytý určitou farbou v závislosti od farby plniva a drviny. Použitie substrátu na báze sklenenej rohože z polyesterovej živice má nasledujúce výhody:

• zabezpečenie pevnosti produktu;
• stanovenie farebnej hĺbky;
• redukcia kompozitov v kompozícii;
• priepustnosť svetla.

Výpočet triedy nebezpečnosti polyesterovej živice sa vykonáva vo vzťahu k jej zloženiu a závisí od jej kvality.