Удельный вес эпоксидной смолы: что это и почему это важно

Удельный вес эпоксидной смолы: что это и почему это важно

Эпоксидная смола ЭД-20 выпускается на российском ФПК «Завод имени Свердлова», производитель поставляет свою продукцию не только на отечественный рынок, но и за рубеж. Завод находится в городе Дзержинске Нижегородской области. Также эпоксидно-диановая смола выпускается на ряде предприятий, расположенных в государствах СНГ.

Согласно ГОСТ 10587-84 марка ЭД-20 включает в свой состав эпихлоргидрин и дифенилолпропан. По описанию это полимерный продукт конденсации указанных компонентов в щелочной среде, который обладает плавкостью и пластичностью. Помимо щелочного конденсата, на рынке имеется смола, полученная на толуоле, но свойства у обоих продуктов идентичные. Так как ЭД-20 более всего востребована в промышленности, расфасовывают ее во фляги или барабаны из стали, объем которых составляет 50 кг. Продукт, предназначенный для бытового применения, разливается в мелкую тару. Эпоксидно-диановая смола является двухкомпонентным продуктом. Основная ее часть выглядит как густой и прозрачный бесцветный мед. К этому составу добавляют отвердитель (густой консистенции и янтарного цвета).

Если смешать оба компонента и дать смоле время для полимеризации, то в результате получается материал, который стоек к любым видам растворителей и не проводит через себя электрический ток.

Если более подробно рассмотреть химический состав эпоксидно-диановой смолы, то выглядит он следующим образом:

• эпоксидные компоненты – от 20 до 22,4%;
• хлор омыляемый – от 0,3 до 0,8%;
• летучие компоненты – от 0,3 до 0,7%;
• гидроксильная группа веществ – 1,8%;
• ионы хлора – от 0,002 до 0,006%.

При изготовлении эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 не добавляются никакие пластификаторы, поэтому под воздействием вибрации или подвижности основания застывший пласт смолы может покрываться трещинами. До момента полимеризации у продукта отмечаются хорошая вязкость и пластичность. Чтобы снизить уровень вязкости перед соединением с отвердителем, смолу иногда растворяют с помощью органического растворителя.

Эпоксидно-диановый продукт обладает следующими физическими свойствами:

• смола полимеризуется через 90 мин. после смешивания с отвердителем;
• полностью состав окрепнет спустя 24 ч.;
• устойчивость на изгиб составляет 85–145 Мпа;
• рабочий диапазон температур – от 55 до 170 градусов;
• динамическая вязкость материала составляет от 13 до 20 Па*с;
• плотность при температуре +20°C составляет от 1,16 до 1,25 кг/м³.

Производители указывают, что срок годности смолы – не менее 18 мес. с момента изготовления продукта, тогда как отвердитель имеет более длительный период хранения, составляющий 2 года. Хранить ЭД-20 необходимо в затемненных местах при температуре, не превышающей 40°C. Со смолой можно работать при температуре 20°C – такое применение называют холодным методом. В промышленных условиях толстые пласты смолы застывают при воздействии более высоких температур, и такой способ затвердевания называют горячим методом.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое удельный вес эпоксидной смолы

Эпоксидная смола  —, содержащиеи способные под действием отвердителей (полиаминов и др.) образовывать сшитые. Наиболее распространённые эпоксидные смолы — продуктыс, чаще всего — с. Смолы на основе бисфенола А часто называются эпоксидно-диановыми в честь русского химика, впервые получившего бисфенол А.

,(к сильным кислотам, особенно к кислотам-окислителям, имеют слабую устойчивость),, обладают высокойк. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя выглядит как прозрачная жидкость жёлто-оранжевого цвета, напоминающая, или как коричневая твёрдая масса, напоминающая. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного (у эпоксидированного анилина).

Следующие свойства имеет чистая, немодифицированная смола без

Хотя отверждённая по правильной технологии эпоксидная смола считаетсяабсолютно безвредной при нормальных условиях, её применение сильно ограничено, так как при отверждении в промышленных условиях в эпоксидной смоле остаётся некоторое количество золь-фракции — растворимого остатка. Он может нанести серьёзный урон здоровью, если будет вымыт растворителями и попадёт внутрь организма. В неотверждённом виде эпоксидные смолы достаточно ядовиты и могут также навредить здоровью. Но наиболее вредны многие отвердители, в том числе наиболее широко распространенные отверждающие при комнатной температуре — аминные.

Эпоксидные смолы, а у отдельных компонентов некоторых смол обнаружена и. Эти свойства в какой-то мере может иметь и собственно, так как оно способно связываться с. Некоторые смолы у некоторых людей вызывают аллергию. Чаще всего наблюдаемое вредное влияние эпоксидных смол — раздражение покровов тела. Они относятся к основным причинамаллергического. В качестве отвердителей эпоксидных смол чаще всего используют, которые тоже проявляют токсичность и раздражающее действие. Для работы с эпоксидными смолами необходимы непроницаемые перчатки (сменяемые при загрязнении смолами, так как многие их компоненты проникают через тонкий пластик),и хорошая вентиляция. Токсичность менее вязких смол обычно выше, чем более вязких.

Эпоксидные смолы поддаются модификации. Различают химическую и физическую модификацию.

Первая заключается в изменении строения сетки полимера путём добавления соединений, встраивающихся в состав оной. Как пример — добавление лапроксидов (простых полиэфиров спиртов, содержащих глицидиловые группы, например, ангидрида глицерина) в зависимости от функциональности и молекулярной массы придаёт отверждённой смоле эластичность, за счёт увеличения молекулярной массы межузлового фрагмента, но понижает её водостойкость. Добавление галоген- и фосфорорганических соединений придаёт смоле большую негорючесть. Добавление фенолформальдегидных смол позволяет отверждать эпоксидную смолу прямым нагревом без отвердителя, придаёт большую жёсткость, улучшает антифрикционные свойства, но понижает ударную вязкость.

Физическая модификация достигается добавлением в смолу веществ, не вступающих в химическую связь со связующим. Как пример — добавление каучука позволяет увеличить ударную вязкость отверждённой смолы. Добавление коллоидного диоксида титана увеличивает её коэффициент преломления и придаёт свойство непрозрачности к ультрафиолетовому излучению.

Эпоксидную смолу получают эпихлоргидрина с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых, например,. Такой способ носит название «эпоксидирование».

Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислениемНапример, таким образом получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат гидроксильных групп, и поэтому очень гидроустойчивы, трекинго- и.

Для практического применения смолы нужен отвердитель. Отвердителем может быть полифункциональный амин или ангидрид, иногда кислоты. Также применяют катализаторы отверждения —и третичные амины, обычно блокированныенаподобие пиридина. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена — переведена в твёрдое неплавкое и нерастворимое состояние. Если это(ПЭПА), то смола отвердеет за сутки при комнатной температуре. Ангидридные отвердители требуют 10 часов времени и нагрева до 180 °C в термокамере (и это ещё без учёта каскадного нагрева со 150 °C).

Как удельный вес эпоксидной смолы влияет на ее свойства

По широте применения эпоксидные смолы сегодня соперничают с самыми распространенными химическими веществами. Такими как:

• Кальцинированная сода;
• Едкий натрий;
• Жидкое стекло и другие.

Плотность эпоксидной смолы

Велико разнообразие видов эпоксидной смолы и внутри своего семейства. Так, по своему предназначению здесь можно выделить:

1. Наливные — для выравнивания бетона или в качестве единоличного «борца» за абсолютную горизонталь.
2. Низко вязкостные — для декоративного или защитного покрытия металла, дерева или камня. Очень часто дизайнеры отдают свое предпочтение данным эпоксидным смолам при производстве объемных полов.
3. Защитные — специальные составы для борьбы с атмосферным и химическим воздействием на изделия из бетона, металла или других материалов. Наряду с защитой данные рецепты положительно влияют на эстетическое восприятие покрытых смолой изделий.
4. Модифицированные — главное предназначение данной группы смол — быть в составе клеев, пропиткой для стеклотканей, проявлять себя при аварийных и ремонтных работах в качестве надежного и универсального связующего вещества.
5. Специальные — данная группа не велика, но каждый из нее способен решать такие по сложности задачи которые не поддаются ни одному из других промышленных и даже лабораторных соединений.

На заметку Разнообразие эпоксидных смол обязывает тех кто ее приобретает внимательно ознакомиться с областью применения и предназначением того или иного состава.

Все выше названные группы эпоксидных смол тем не менее имеют целый ряд одинаковых или очень сходных качеств и свойств, который можно назвать основными характеристиками:

• Прочность;
• Термостойкость;
• Водонепроницаемость;
• Клеящие свойства;
• Устойчивость к химическим реакциям.

Прочность эпоксидной смолы является одним из главных ее достоинств. Так, раствор с отвердителем, произведенный в точном соответствии с рецептурой, готов соперничать прочностью бетона.

Для наглядности, приведем таблицу несколько значений прочности на примере самой популярной марки ЭД-20

Способность противостоять высоким температурам — качество одинаково ценное, как в домашнем хозяйстве, так и на производстве. И пусть эпоксидной смоле далеко до статуса огнеупора — 200 градусов по шкале Цельсия — все равно не плохой результат.

Не пропускает смола в застывшем состоянии и воду. Именно на этом ее качестве основано приоритетное ее использование в качестве защиты железобетонных изделий, конструкций и малых форм из дерева и гипса.

Не только от влаги и неблагоприятных метеоусловий защищает эпоксидная смола. Ее уникальная формула позволяет быть вне опасности от большинства химически активных веществ и их растворов. Смола — диэлектрик и поэтому она нашла широкое применение в производстве изоляторов, а также в виде компаундов в электронной и радиотехнической промышленности.

Способность быть универсальным клеем — еще один шаг «эпоксидки» к статусу средства «хоть куда». Стекловолокно, пропитанное этим составом, позволяет строить легкие и прочные корпуса катеров и яхт, создавать элементы парковых аттракционов, деталей машин и оборудования.

В настоящее время ни одно мебельное производство не обходится без использования данного двухкомпонентного клея. Причем это относится, как к производству мебели из натурального дерева, так и из ДСП и, как из пластика, так и с элементами стекла.

Как удельный вес эпоксидной смолы влияет на ее применение

Считается, что смола ЭД – это самый массовый и доступный в России эпоксидный материал. Да, есть эпоксидные составы гораздо лучшей прозрачностью, бесцветностью, чем отечественные смолы линейки ЭД: ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22. Но по остальным параметра смолы Resin Art, Magic Crystal-3D, Epoxy CR 100, Aquaglass Citrus, Diamant ни в чем не превосходят отечественные аналоги. Разве что если их применение не связано со специализацией в том или ином виде использования.

• Resin Art – в рисовании и при создании каких-то оформительских эффектов;
• Magic Crystal-3D для создания скульптур малых форм;
• Epoxy CR 100 для больших отливок (мебель, предметы обихода) и площадных заливок небольшими слоями;
• Aquaglass Citrus для обширных покрытий;
• Diamant для ювелирных отливок.

Мнение эксперта

Олег Васильев

Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве.

На рынке, кроме указанных, имеется огромное количество торговых наименований эпоксидных смол с разными характеристиками. Естественно, ориентироваться нужно не на название смолы, а на ее свойства, которые, чаще всего, можно проверить только опытным путем, при непосредственной работе с ними или при испытаниях.

Налицо специализация, и, не имея в шаговой доступности строительных гипермаркетов, раздобыть такие смолы – задача часто невыполнимая. Все виды ЭД, особенно самая массовая из них ЭД-20, всегда под рукой, а нужные эксплуатационные характеристики ей можно придать, используя нагрев, введение растворителей или другого, в отличие от рекомендованного или приданного в комплекте, типа отвердителя.

В связи развитием социальных сетей и интернет-торговли купить любые смолы сейчас не составляет труда. Нужно только обращать внимание на отзывы других покупателей и ориентироваться на надежных, проверенных временем, продавцов.

В итоге получается полимеризованный материал с высокой плотностью и прочностью, стойкостью к механическим воздействиям, термостойкостью, высокими диэлектрическими характеристиками, малым весом и исключительной адгезией, то есть способностью пропитывать склеиваемые или заливаемые поверхности и связываться с ними.

Как удельный вес эпоксидной смолы измеряется

Понимание разницы между пропорциями смешивания эпоксидной смолы имеет решающее значение для достижения успешных результатов в ваших проектах. Когда соотношение указано как 2:1 или 1:1, это означает объемное соотношение смешивания. При этом смолу и отвердитель отмеряют с помощью тары с маркировкой, указывающей указанные размеры. Этот метод широко используется, и его можно легко реализовать с помощью соответствующего мерного контейнера.

С другой стороны, когда соотношение указано, например, как 100:41 или 100:42, это представляет собой весовое соотношение. Это означает, что компоненты измеряются по их весу, а не по объему. Этот метод требует использования цифровых весов, способных точно измерять вес смолы и отвердителя.

Очень важно использовать правильную технику и понимать разницу между соотношением объема и веса. Если используется неправильный метод, эпоксидная смола может не затвердеть должным образом, что приведет к таким проблемам, как липкость поверхности, преждевременное пожелтение, недостаточная твердость, снижение прочности и других желаемых свойств.

Чтобы обеспечить успешные проекты с эпоксидной смолой, важно тщательно следовать инструкциям производителя. Обратите внимание на указанные соотношения смешивания, указаны ли они по объему или по весу. Используя соответствующую технику и точно измеряя компоненты, вы можете добиться оптимального отверждения, долговечности и общих характеристик при использовании эпоксидных смол.

Как удельный вес эпоксидной смолы зависит от ее состава

Эпоксидно-диановая смола ЭД-20 – прозрачная вязкая жидкость желтого, коричневатого цвета без механических примесей, включений. Она представляет собой плавкий реакционноспособный продукт на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина. Производитель смолы данной марки – ФКП Завод им. Свердлова, также ее выпускает ряд иных компаний. Средняя массовая доля эпоксидных групп в смоле равна 20%, отсюда и обозначение материала.

ЭД-20 комбинируется с разными отвердителями, в некоторых случаях требуется добавление пластификаторов (для уменьшения жесткости готового изделия). Отверждение возможно холодным и горячим способом (при комнатной или повышенной температуре), для этого процесса не требуется прессовое и термическое оборудование. Свойства ЭД-20 таковы:

• высокая плотность, беспористость готового продукта;
• отличная твердость, стойкость к механическому повреждению, агрессивной среде, влиянию влаги;
• термостойкость;
• диэлектрические и противокоррозионные способности;
• хорошая адгезия с пластиком, металлом, стеклом, керамикой, деревом, кевларом, углеволокном и многими другими материалами;
• легкость в работе;
• малая усадка, низкий удельный вес.

Эпоксидка имеет широкое применение в разных сферах народного хозяйства. Ее используют для ремонта электротехники, компьютеров, радиоэлектроники, деталей и корпусов яхт, лодок, катеров, для производства мебели – столов, стульев.

При помощи ЭД-20 делают красивые столешницы, галантерею, изделия для ванной. Материал хорошо подходит для строительства, машиностроения, авиационной промышленности, приборостроения. Его использование для покрытия стен, создания наливных полов помогает в самых смелых дизайнерских решениях.

ЭД-20 входит в состав различных лакокрасочных материалов – грунтовок, пропиточных лаков, эмалей, заливочных смесей. На основе эпоксидки делают армированный пластик, стеклопластик, стекловолокно.

Как удельный вес эпоксидной смолы влияет на ее усадку

Данный подход вполне оправдан: в том же строительстве, когда в последние несколько десятков лет остро встал вопрос энергосбережение, конструктивные  облицовочные материалы на основе эпоксидок с различными наполнителями имеют широкий разброс в этом показателе. Если, например, эпоксидка с кварцевым наполнением имеет коэффициент теплопроводности 0,30 Вт/м*К (так обозначают этот показатель), то чистая затвердевшая смола без всякого наполнения будет иметь его числовое значение 0,59. Это сравнимо с теплопроводностью воды, у которой данный показатель 0,6, а какой прекрасный теплоноситель и теплообменник вода, объяснять не надо.

Авиастроение, судостроение, автомобильная промышленность

Так что говоря об этом показателе  при расчетах теплопроводности материала, есть смысл рассматривать его только в связи с теми наполнителями, которые в него введены, а они могут быть самым разными. В том же судостроении, когда дело касается небольших судов (яхт, катеров, скуттеров) стеклопластиковый корпус, который  формируется из слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидкой, будет в постоянном контакте с водой,  и теплоотдача от него может потребоваться одна., а вот композитные материалы с использованием основы из стеклоткани с пропиткой эпоксидными смолами, применяемые в авиастроении, потребуют совсем других параметров теплопроводности. Ведь при движении со скоростями, близким к скорости звука (у гражданских авиалайнеров) и когда эта величина превосходи 1 или даже 2 МАХа у военных самолетов, вопросы теплообмена встают с особой остротой.

Пограничное положение между этими отраслями транспорта занимает автомобилестроение, где в формировании кузовов, особенно у легковушек, почти 100% принимает участие стеклопластик на основе эпоксидок. Эффективного теплоносителя в виде воды контактами не предусмотрено, поэтому наполнители и пластификаторы будут применяться другие, со своими коэффициентами теплопроводности.

Строительство

В гражданском строительстве дело усугубляется еще вопросами безопасности. Там от материалов на основе эпоксидных смол потребуется не только эффективная защита от теплопотерь, но и надлежащая пожарная безопасность, безвредность в смысле санитарных норм. Совместить все эти параметры в одном материале часто представляется очень сложной задачей.

На практике это может выглядеть так: коэффициент теплопроводности дерева колеблется у разных пород от 0,4 до 0,04 Вт/м*К, разница в разы. Поэтому деревянные дома гораздо теплее каменных, у который величина может быть от 0, 29 до 2,4 Вт/м*К. Но дерево пожароопасно, даже с использованием специальных пропиток. Камень зачастую дорог, а эпоксидка, пусть даже связанная наполнителями, при нагревании может выделять опасные для здоровья компоненты.

Полимер, который не выделяет ничего, зачастую очень дорог и используется мало.

Приборостроение, электротехника

Скорость отдачи тепла , согласно закону, выведенному еще Ньютоном, прямо пропорциональна разнице температур между телом, подвергшимся нагреву, и окружающей его средой.

Этот закон прекрасно работает и в случае компоновки множества тепловыделяющих элементов в одном, притом в очень ограниченном пространстве. Как это бывает в микроэлектронике, где на платах, сформированных из стеклоткани (в свою очередь, созданной с использованием  эпоксидных компонентов) или в приборостроении, когда в ограниченном объеме металлического корпуса  содержится до десятков, а то и сотен, таких плат.

Выходом становится увеличение площади излучающих тепло поверхностей в виде рифленых фрактальных радиаторов из скомпонованной с эпоксидкой меди с ее коэффициентом теплопроводности 401 Вт/м*К (сравните с тем же параметром у эпоксидки – 0,59) или алюминия (чистого), с его коэффициентом равным 237 Вт/м*К (120-180 у различных сплавов). Дополнительным способом теплоотвода от греющихся в процессе эксплуатации электронных приборов становится использование  таких радиаторов и куллеров-вентиляторов или, что практикуется в оборонной промышленности, даже жидкостных радиаторов охлаждения таких электронных устройств. Речь идет, разумеется, о стационарных компьютерах или расчетных центрах.