Epoxyharpiks: egenskaber og omfang

Epoxyharpiks er et materiale, der er kendt for næsten alle mennesker i en bevidst alder. Det viste sig på byggemarkedet i halvtredserne af forrige århundrede og har taget en velfortjent plads på mange byggepladser på grund af dets universelle forbrugeregenskaber. Anvendelsesområdet for den syntetiske oligomer, som er epoxyharpiks, er ret bredt og omfatter skibsbygning, industriproduktion og husstande. Udviklingen af ​​moderne teknologier og den konstante udvikling af nye sammensætninger bidrager til den konstante udvidelse af denne liste og dermed mulighederne for at bruge epoxyharpikser. På trods af dette bruges dette materiale aldrig i sin rene form og får først sine værdifulde egenskaber efter blanding med en hærder, hvilket bidrager til afslutningen af ​​polymeriseringsreaktioner. I forbindelse med efterspørgslen efter epoxyharpiks på moderne byggepladser såvel som inden for husholdning og kreativitet vil vi i denne artikel overveje de tekniske egenskaber ved dette materiale og stof, der bruger epoxyharpiks.

Epoxysammensætning: forhold mellem harpiks og hærder

Set fra en kemisk struktur er epoxyharpiks, der er efterspurgt i næsten alle industrier, en syntetisk oligomer forbindelse, der bruges i kombination med hærdere, der bidrager til afslutningen af ​​polymerisationsprocesser. Det er disse processer, efter hvilke epoxyen er klar til brug, der bestemmer dens tekniske og operationelle egenskaber. Med dette i tankerne kan det konkluderes, at epoxy ikke kan bruges i sin rene form..

I processen med at kombinere forskellige typer epoxyharpikser og hærdere dannes en række forskellige stoffer, som undertiden har modsatte egenskaber. Nogle af dem kan være hårde og seje, hvis styrke overstiger stålets styrke, mens andre tværtimod vil være bløde, der ligner gummi i konsistens. Afhængigt af de første komponenter i epoxyblandingen kan epoxyharpiks hærdes i et bredt temperaturområde: fra -10 til +200 grader, og selve materialet er også opdelt i to typer: varm og kold hærdende harpiks, som hovedsageligt bestemmes efter typen af ​​brugt hærder.

Epoxyharpiks i kombination med en koldhærdende hærder bruges til husholdningsformål, i små produktionsmiljøer og i tilfælde, hvor varmebehandling ikke er tilladt.

Hvis epoxy anvendes til fremstilling af produkter, der i første omgang skal være resistente over for høje temperaturer, mekanisk belastning og aggressive kemikalier, suppleres det med en varmhærdende hærder. Dette skyldes det faktum, at brugen af ​​varme hærdere bidrager til dannelsen af ​​et tættere molekylært gitter, som dannede grundlaget for produktion af epoxysystemer, hvis hærdning udføres under forhold med høj luftfugtighed eller i havvand..

Epoxyhærderen fungerer som et hærdningsmiddel. Tertiære aminer og deres analoger og phenoler kan bruges som hærder. Forholdet mellem epoxyharpiks og hærder kan være ret variabelt og bestemmes direkte af sammensætningen af ​​udgangskomponenterne. Som en termohærdende plast går epoxyharpiks ind i en irreversibel polymeriseringsreaktion med en hærder, som bidrager til produktionen af ​​et holdbart stof, der er uopløseligt i vand og påvirket af høje temperaturer.

Ved blandingen af ​​komponenterne er det vigtigt at overholde de nødvendige proportioner, der er relevante for en bestemt harpikstype, da et overskud eller mangel på en hærder har en negativ effekt på kvaliteten af ​​den færdige polymer, hvilket reducerer dens styrke, modstandsdygtighed over for fugt, temperatur og aggressiv kemi. Forholdet mellem komponenter i moderne epoxyforbindelser er 1: 2 eller 1: 1.

Vigtig! En af de almindelige myter om epoxyharpiks er, at hvis mængden af ​​hærder, der bruges, overskrides, vil harpiksen hærde meget hurtigere. For at debunk det, skal du bemærke, at overskridelse af mængden af ​​hærder ikke påvirker polymerisationshastigheden af ​​materialet. Den eneste mulige måde at accelerere polymerisationen af ​​harpiksen på er at øge temperaturen i reaktionsblandingen. Det er bevist, at en stigning i temperaturen med 10 grader fremskynder størkningsprocessen med 2-3 gange. Denne egenskab dannede grundlaget for fremstilling af forbindelser, hvis struktur indeholder hærdende acceleratorer. Epoxyforbindelser er også blevet udviklet, som størkner ved lavere temperaturer..

Således er de vigtigste og eneste faktorer, der påvirker hærdehastigheden, blandingens temperatur og typen af ​​hærder..

De vigtigste typer af epoxyharpiks

Der er flere typer epoxyharpikser, der hver indeholder flere underarter.

  • Epoxy Diane harpikser – et kollektivt begreb, der omfatter flere underarter af epoxyharpikser- materialer mærket ED-20 og ED-22.

  • Epoxyharpiks ED-20 er den mest almindeligt anvendte type flydende harpikser med universelle egenskaber. Det er meget udbredt både i industrien og i hverdagen som en del af potte- og imprægneringsforbindelser samt til fremstilling af fugemasser og klæbemidler. Kan bruges som bindemiddel til fremstilling af forstærket plast og beskyttende belægninger.
  • Epoxyharpiks ED-22 er en anden repræsentant for flydende epoxyharpikser, kendetegnet ved en relativt lav viskositet og en tendens til at krystallisere under lagring. Ligesom ED-20 har den universelle ydelsesegenskaber..
  • Epoxyharpiks ED-16 er et materiale med en høj viskositet, som følge heraf kun bruges til fremstilling af glasfiber som bindemiddel;
  • Epoxyharpikser ED-10 og ED-8-faste stoffer, der anvendes inden for el- og radioteknik.

  • Epoxy-diane harpikser til maling og lak -en gruppe epoxyharpikser, herunder mærkerne E-40 og E-40r, der bruges til fremstilling af lakker, maling, spartelmasser og belægninger, der viser modstand mod øget eksponering for kemikalier og aggressive miljøfaktorer. Epoxyharpiks E-41, såvel som de tidligere mærker, bruges i sammensætningen af ​​pottesammensætninger, spartelmasser, emaljer og klæbemidler.
  • Epoxy-modificerede harpikser EPOFOM – materialer, der bruges til fremstilling af epoxyforbindelser, der bruges som beskyttende belægninger i arrangementet af selvnivellerende gulve og reparation af rørledninger.

Gruppen af ​​epoxymodificerede harpikser omfatter EPOFOM-1,2,3-mærker. De er råmaterialet til fremstilling af materialer, der fungerer som beskyttende belægninger, hvis hovedfunktion er at forhindre beton- og metalstrukturer. Beskytter byggepladserne mod virkningerne af kemisk aggressive stoffer.

Epoxyharpikser til særlige formål – en gruppe materialer, der bruges til fremstilling af sammensætninger med særlige fysiske, mekaniske og teknologiske egenskaber og som drives under ekstreme forhold samt produkter, der anvendes inden for forskellige industrier og under påvirkning af aggressive miljøfaktorer. De mest berømte harpikser i gruppen til særlige formål er:

  • EKhD -harpiks (klor), bruges som en base i produktionen af ​​fugemasser, klæbemidler og et bindemiddel til kulstof og glasfiber, kendetegnet ved mekanisk stabilitet, reduceret antændelighed og fugtbestandighed;
  • Harpiks UP-637, i den sammensætning, hvoraf resorcinol er til stede, er det hovedmaterialet, der anvendes som grundlag for fremstilling af imprægnerings- og støbeforbindelser. En anden type UP-631-mærke er en strukturel komponent i ikke-brændbare forbindelser til hældning og imprægnering.

Epoxyharpiks ED-20: en kort beskrivelse

Set fra et kemisk synspunkt er epoxyharpiks ED-20 en oligomer forbindelse baseret på diphenylolpropan-diglycidylether. En række bioorganiske stoffer kan bruges som hærder til epoxy-diane-harpiks af dette mærke-phenol-formaldehydharpikser, polycarboxylsyreanhydrider, aromatiske og alifatiske aminer, polyamider og andre stoffer. Afhængigt af den anvendte hærder varierer de tekniske og operationelle egenskaber ved ED-20-harpiks over et bredt område..

Under hensyntagen til dette bestemmes omfanget af dets anvendelse, hvilket også er kendetegnet ved dets alsidighed:

  • Epoxyharpiks af ED-20-mærket er en af ​​de få varianter af epoxyharpikser, der kan bruges i industriel produktion og som en del af kompositmaterialer, f.eks. Potte- og imprægneringsforbindelser, og i ren form;
  • ED-20 bruges til fremstilling af epoxylim og fugemasse;
  • Fungerer som bindemiddel ved fremstilling af forstærket plast og beskyttende belægninger.

Vigtig! Da ED-20 harpiks er absolut ikke-eksplosiv, brænder den ikke i åben ild. Materialet indeholder flygtige stoffer – epichlorhydrin og toluen, der tilhører den anden fareklasse med hensyn til graden af ​​påvirkning af menneskekroppen.

Fordele ved epoxyharpikser

  • Modstand mod slibemidler og følgelig slid;
  • Klæbemiddels styrke ved anvendelse af klæbemidler baseret på epoxyharpiks;
  • Optimale fysiske og mekaniske egenskaber;
  • Efter hærdning er epoxyharpiksen karakteriseret ved minimal fugtpermeabilitet;
  • Minimal krympning under og efter hærdning.

Anvendelsesområde for epoxyharpiks: vigtigste brugsanvisninger

For første gang begyndte brugen af ​​epoxyharpiks i 50’erne i forrige århundrede – på det tidspunkt tog harpiksen en velfortjent plads i mange industrier. Siden da har anvendelsens art undergået mange ændringer, men de vigtigste anvendelsesområder er forblevet uændrede:

  • Glasfiber og epoxy er en konstant brug af sidstnævnte. Epoxyharpiks bruges som en imprægneringsforbindelse til glasgarn og glasfiber samt til limning af dele i mange ingeniør- og tekniske industrier – elektronik, elektroteknik, luftfarts- og bilindustri, skibs- og maskinteknik samt produktion af glasfiber og værksteder, der praktiserer karosserireparationselementer i bil- og bådskrog;

  • Epoxyharpiks, hvis anvendelse er lige så mangefacetteret som dens egenskaber, kan bruges som vandtæt belægninger til gulve, pools og kældervægge;
  • Inkludering i sammensætningen af ​​kemisk resistente belægninger – anvendelse af epoxyharpiks er grundlaget for fremstilling af maling og materialer beregnet til indvendig og udvendig dekoration af bygninger, for eksempel imprægneringer, der øger styrken og fugtbestandigheden af ​​porøse materialer – træ, beton og andre;
  • En gennemsigtig epoxyharpiks, der er beregnet til at hælde i forme, efter hærdning, bearbejdes ved skæring og formaling. Forarbejdede varer kan bruges i elektronikindustrien, husholdningen, designarbejde og endda smykker.

Vigtig! Smykker lavet af naturlige materialer er nu på toppen af ​​sin popularitet. Ved hjælp af smykker epoxyharpiks, som er en plastmasse, kan du lave produkter, der fuldstændigt efterligner glas. For at gøre epoxydekorationer mere attraktive hældes naturlige materialer i harpiksen – tørrede blomster, blade, kogler eller endda insekter.

Epoxyklæbemiddel: en kort beskrivelse

Epoxys mangefacetterede egenskaber manifesteres, når det bruges som et klæbemiddel, der demonstrerer al charmen ved de anvendte råvarer. Epoxylim er en universel sammensætning til limning af materialer præget af en ikke-porøs overflade: aluminium, fajance, keramik, hårdttræ som eg, teaktræ, eukalyptus osv. Det bruges med lige så stor popularitet i skoværksteder og i flykonstruktion. Dette skyldes den store vedhæftning og styrke af det dannede led. Der er to typer epoxybaserede klæbemidler: elastisk og stift..

Vigtig! Hvis du planlægger at udføre arbejde i hjemmet, anbefaler eksperter at foretrække klæbemidler, der ikke kræver en nøjagtig overholdelse af forholdet mellem harpiks og hærder. Et sæt af sådanne sammensætninger suppleres med en kold-type hærder..

For at forberede epoxylim skal harpiksen blandes med en lille mængde hærder (et par gram) ved stuetemperatur. Grundlæggende tages epoxyharpiks og hærder i et forhold på 1: 10, men overskridelse af normen for hærderen er tilladt, hvilket bidrager til en ændring i forholdet til 1: 5. Komponenterne i sammensætningen blandes manuelt.

Lav store mængder epoxy med dine egne hænder

Epoxyharpiks har en række specifikke egenskaber, hvis uvidenhed kan føre til problemer i processen med at fremstille store mængder epoxysammensætning. Det er vigtigt at vide, at når der arbejdes med en stor mængde epoxy, genereres varme, og hvis harpiksen ikke er beregnet til at blive blandet med en hærder i store mængder, undergår den umiddelbart efter kombination af komponenterne polymerisering og hærdning og bliver ubrugelig . I værste tilfælde koger blandingen med frigivelse af kaustisk røg og undergår spontan forbrænding, hvilket forklares ved lavinelignende opvarmning af harpiksen, hvorunder polymeriseringsreaktionen accelereres og intens varmeudvikling forekommer..

Vigtig! Når du køber en epoxyharpiks og en hærder, skal du kontakte en specialist, til hvilket formål den er beregnet. Fra en speciel sammensætning designet til fremstilling af store mængder af blandingen får du en ren, gennemsigtig, jævnt størknet støbning, karakteriseret ved fravær af luftbobler.

Teknologien til fremstilling af store mængder epoxy, f.eks. Et par kilo blanding, adskiller sig fra at blande en lille mængde epoxylim. Lad os overveje denne proces mere detaljeret..

  • Ofte, med langtidsopbevaring af harpiksen, bliver den mere tyktflydende og bliver også uklar og krystalliserer. For at fjerne disse fænomener opvarmes harpiksen i et vandbad, før hærderen og blødgøreren tilsættes for at reducere dens viskositet. For at gøre dette sænkes beholderen med harpiks i vand og opvarmes til en temperatur på 50-60 grader;

Vigtig! Ved opvarmning af harpiksen skal du huske, at en stigning i temperaturen med 10 grader fremskynder polymeriseringsprocessen med 2-3 gange. Som følge heraf er det vigtigt at overvåge harpiksens temperatur, da den i tilfælde af kogning vil erhverve en grumset hvid nuance og skum, der bliver ubrugelig..

Vigtig! Ofte bruger uerfarne håndværkere et opløsningsmiddel til at øge harpiksens viskositet, men selv en lille koncentration af det (ikke mere end 5-7%) vil føre til et markant fald i produktets styrkeegenskaber og varmebestandighed. Derudover forekommer der under produktets drift ofte opløsningsmiddel “sved” fra polymeren, hvilket også forringer materialets kvalitet..

  • Fjern fuldstændigt tilstedeværelsen af ​​vand i epoxy og hærder. Når der kommer vand ind, bliver epoxyet grumset og mister dets egenskaber. Imidlertid gør udviklingen af ​​moderne teknologier det muligt at producere vandbårne epoxyforbindelser, der fortyndes med destilleret vand;
  • Fremstillingen af ​​epoxysammensætningen begynder med tilsætning af et blødgøringsmiddel. Hvis du bruger DBP, skal du langsomt opvarme harpiksen med et blødgøringsmiddel, og når du bruger DEG-1, skal du blot blande sammensætningen ved hjælp af en konstruktionsblander eller en boremaskine. Andelen af ​​det anvendte blødgøringsmiddel og harpiks bestemmes af blandingens nødvendige plasticitet, men i de fleste tilfælde overstiger andelen af ​​blødgører i blandingen ikke 5-10%;
  • Inden tilsætning af hærder til blandingen af ​​harpiks og blødgøringsmiddel, afkøles det til 30 grader, hvilket forhindrer det i at koge. Tilsæt derefter en hærder til blandingen, baseret på et forhold på 1: 10. Nogle gange er det tilladt at ændre proportionerne fra 1: 5 til 1:20. For at opnå en ensartet opløsning af hærderen i harpiksen er det nødvendigt konstant at røre sammensætningen, ellers forbliver den ved en ujævn fordeling af hærderen ubunden og sved. For at opnå en homogen blanding hældes hærderen langsomt og gradvist i en tynd strøm under konstant omrøring af sammensætningen.

Vigtig! Selv en kortvarig stigning i hærderens koncentration får harpiksen til at koge – den får en kedelig hvid farvetone, dækkes med skum og bliver ubrugelig. Prøv at undgå overdosering af hærderen, da harpiksen i nogle tilfælde kan hærde med det samme..

Fremstilling af et volumetrisk produkt af epoxyharpiks: anbefalinger fra mestrene

  • Et omfangsrigt produkt fremstillet af epoxyharpiks skal være gennemsigtigt uden luftbobler. Hærdningen af ​​materialet skal være ensartet, både i tykkelsen og på produktets overflade. Hvis tykkelsen af ​​det færdige produkt overstiger 2 mm, skal harpiksen påføres i lag, efter at den primære polymerisering af det foregående lag har fundet sted..
  • Epoxy kan også hældes i forme. For at det færdige produkt let kan fjernes fra formen efter polymerisation af harpiksen, skal det smøres med teknisk vaselin. For at tilføje farve til produktet skal du bruge et pulverfarvestof.
  • Når du har afsluttet arbejdet, skal produktet opbevares ved en temperatur lidt over stuetemperatur. Efter 2-3 timer efter den første polymerisering opvarmes produktet i en ovn, hvilket vil fremskynde polymeriseringsprocessen op til 5-6 timer. Ved stuetemperatur tager polymeriseringsprocessen 7 dage.
  • Efterfølgende underkastes produktet, støbt af epoxyharpiks, mekanisk behandling – skæring og slibning.

Vigtig! Epoxyharpiks til indenlandsk produktion er i de fleste tilfælde uegnet til fremstilling af bulkprodukter, hvilket bestemmes af dets ujævne hærdning i produktets tykkelse.