Poliesterske smole: proizvodnja i rukovanje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Poslednjih godina poliesterske smole su postale veoma popularne. Prije svega, traženi su kao vodeće komponente u proizvodnji fiberglasa, jakih i laganih konstrukcijskih materijala.

Izrada smole: prvi korak

Kako počinje proizvodnja poliesterske smole? Ovaj proces počinje destilacijom ulja - tijekom toga se oslobađaju različite tvari: benzol, etilen i propilen. Neophodni su za proizvodnju antihidrida, polibaznih kiselina, glikola. Nakon kuhanja zajedno, sve ove komponente stvaraju takozvanu baznu smolu, koja se u određenoj fazi mora razrijediti stirenom. Posljednja supstanca, na primjer, može biti 50% gotovog proizvoda. U okviru ove faze dozvoljena je i prodaja gotove smole, ali faza proizvodnje još nije završena: ne treba zaboraviti na zasićenje raznim aditivima. Zahvaljujući ovim komponentama gotova smola dobija svoja jedinstvena svojstva.

Sastav mješavine može promijeniti proizvođač - mnogo ovisi o tome gdje će se tačno poliesterska smola koristiti. Stručnjaci odabiru najoptimalnije kombinacije, rezultat togarad će biti supstance sa potpuno drugačijim svojstvima.

Proizvodnja smole: druga faza

Važno je da gotova smjesa bude čvrsta - obično se čeka dok proces polimerizacije ne dođe do kraja. Ako je prekinut, a materijal je u prodaji, samo je djelimično polimerizovan. Ako se ništa ne učini s tim, polimerizacija će se nastaviti, supstanca će se definitivno stvrdnuti. Iz ovih razloga, rok trajanja smole je vrlo ograničen: što je materijal stariji, njegova konačna svojstva su lošija. Polimerizacija se takođe može usporiti - za to se koriste frižideri, tamo ne dolazi do stvrdnjavanja.

Da bi se faza proizvodnje završila i dobio gotov proizvod, smoli se također moraju dodati dvije važne tvari: katalizator i aktivator. Svaki od njih obavlja svoju funkciju: u smjesi počinje stvaranje topline, što doprinosi procesu polimerizacije. Odnosno, izvor topline izvana nije potreban - sve se dešava bez njega.

Tok procesa polimerizacije je regulisan - kontrolisane su proporcije komponenti. Budući da kontakt između katalizatora i aktivatora može rezultirati eksplozivnom smjesom, ova potonja se obično dodaje smoli isključivo u sklopu proizvodnje, katalizator se dodaje prije upotrebe, obično se isporučuje posebno. Tek kada je proces polimerizacije završen, supstanca se stvrdne, možemo zaključiti da je proizvodnja poliesterskih smola završena.

Originalne smole

Šta je ovomaterijal u izvornom stanju? To je viskozna tekućina nalik medu koja može biti u boji od tamno smeđe do svijetlo žute. Kada se unese određena količina učvršćivača, poliesterska smola se prvo malo zgusne, a zatim poprima želatinozno stanje. Malo kasnije, konzistencija podsjeća na gumu, tada se supstanca stvrdne (postaje netopiva, nerastvorljiva).

Ovaj proces se zove očvršćavanje, jer traje nekoliko sati na normalnoj temperaturi. Kada je smola u čvrstom stanju, nalikuje tvrdom, izdržljivom materijalu koji se lako može bojati u raznim bojama. U pravilu se koristi u kombinaciji sa staklenim tkaninama (poliester fiberglas), obavlja funkciju strukturnog elementa za proizvodnju raznih proizvoda - kao što je poliesterska smola. Upute za rad s takvim mješavinama su vrlo važne. Potrebno je ispoštovati svaku njegovu tačku.

Ključne karakteristike

Poliesterske smole u očvrsnutom stanju su odlični strukturalni materijali. Karakteriziraju ih tvrdoća, visoka čvrstoća, odlična dielektrična svojstva, otpornost na habanje, hemijska otpornost. Ne zaboravite da su u procesu rada proizvodi od poliesterske smole sigurni sa ekološke točke gledišta. Određena mehanička svojstva mješavina koje se koriste u kombinaciji sa staklenim tkaninama po svojim performansama podsjećaju na parametre konstrukcijskog čelika (u nekim slučajevima ih čak i premašuju). Tehnologija proizvodnje je jeftina, jednostavna, sigurna, jer se supstanca stvrdnjava na normalnoj sobnoj temperaturi.temperature, čak ni primjena pritiska nije potrebna. Nema emisije isparljivih ili drugih nusproizvoda, uočeno je samo blago skupljanje. Dakle, za proizvodnju proizvoda nisu potrebne skupe glomazne instalacije, kao ni toplotna energija, zahvaljujući kojoj poduzeća brzo savladavaju i proizvodnju velikih i malih kapaciteta. Ne zaboravite na nisku cijenu poliesterskih smola - ova brojka je dva puta manja od epoksidnih kolega.

Rast proizvodnje

Nemoguće je zanemariti činjenicu da u ovom trenutku proizvodnja nezasićene poliesterske smole svake godine uzima maha - to se ne odnosi samo na našu zemlju, već i na opšte inostrane trendove. Ako vjerujete mišljenju stručnjaka, ovakva situacija će se sigurno nastaviti u dogledno vrijeme.

Nedostaci smola

Naravno, poliesterske smole imaju i neke nedostatke, kao i svaki drugi materijal. Na primjer, stiren se koristi kao rastvarač tokom proizvodnje. Zapaljiv je i vrlo otrovan. Trenutno su već stvoreni takvi brendovi koji nemaju stiren u svom sastavu. Još jedan očigledan nedostatak: zapaljivost. Nemodificirane, nezasićene poliesterske smole gore kao i tvrdo drvo. Ovaj problem je riješen: puderi u prahu se uvode u sastav tvari (organska jedinjenja male molekularne težine koja sadrže fluor i klor, antimonov trioksid), ponekad se koristi kemijska modifikacija - tetrakloroftalna,hlorendinska kiselina, neki multimeri: vinil kloroacetat, hlorstiren, druga jedinjenja koja sadrže hlor.

Sastav smole

Ako uzmemo u obzir sastav nezasićenih poliesterskih smola, ovdje možemo primijetiti višekomponentnu mješavinu kemijskih elemenata različite prirode - svaki od njih obavlja određene zadatke. Glavne komponente su poliesterske smole, koje obavljaju različite funkcije. Na primjer, poliester je glavna komponenta. To je produkt reakcije polikondenzacije poliola koji reagiraju s anhidridima ili polibaznim kiselinama.

Ako govorimo o polihidričnim alkoholima, onda su ovdje traženi dietilen glikol, etilen glikol, glicerin, propilen glikol, dipropilen glikol. Kao anhidridi koriste se adipinska, fumarna kiselina, ftalna i maleinska anhidrida. Lijevanje poliesterske smole teško bi bilo moguće da poliester ima malu molekularnu težinu (oko 2000) kada je spreman za obradu. U procesu oblikovanja proizvoda pretvara se u polimer sa trodimenzionalnom mrežnom strukturom, velike molekularne težine (nakon što se uvode inicijatori stvrdnjavanja). Upravo ova struktura pruža hemijsku otpornost, visoku čvrstoću materijala.

Monomer otapala

Druga obavezna komponenta je rastvarač monomer. U ovom slučaju otapalo ima dvostruku funkciju. U prvom slučaju to je potrebno kako bi se viskozitet smole smanjio na nivo koji je potreban za obradu (pošto sam poliesterpregusto).

S druge strane, monomer aktivno učestvuje u procesu kopolimerizacije sa poliesterom, zbog čega se obezbeđuje optimalna brzina polimerizacije i velika dubina očvršćavanja materijala (ako se poliester posmatra zasebno, njihovo očvršćavanje je prilično sporo). Hidroperoksid je upravo ta komponenta koja je potrebna da se očvrsne iz tečnog stanja - samo tako poliesterska smola dobija sve svoje kvalitete. Upotreba katalizatora je takođe obavezna kada se radi sa nezasićenim poliesterskim smolama.

Accelerator

Ovaj sastojak se može dodati poliesterima i tokom proizvodnje i prilikom obrade (prije dodavanja inicijatora). Soli kob alta (kob alt oktoat, naftenat) mogu se nazvati najoptimalnijim akceleratorima za očvršćavanje polimera. Polimerizacija mora biti ne samo ubrzana, već i aktivirana, iako je u nekim slučajevima usporena. Tajna je u tome da ako se ne koriste akceleratori i inicijatori, slobodni radikali će se samostalno formirati u gotovoj supstanci, zbog čega će do polimerizacije doći prerano - upravo tokom skladištenja. Da bi se spriječio ovaj fenomen, neophodan je usporivač stvrdnjavanja (inhibitor).

Princip inhibitora

Mehanizam djelovanja ove komponente je sljedeći: u interakciji je sa slobodnim radikalima koji se periodično pojavljuju, što rezultira stvaranjem nisko aktivnih radikala ili spojeva koji uopće nemaju radikalnu prirodu. Funkciju inhibitora obično obavljaju takvisupstance: kinoni, trikrezol, fenon, neke od organskih kiselina. Poliesteri su formulisani sa malim količinama inhibitora tokom proizvodnje.

Ostali suplementi

Gore opisane komponente su glavne, zahvaljujući njima je moguće raditi sa poliesterskom smolom kao vezivom. Međutim, kako pokazuje praksa, u procesu formiranja proizvoda u poliestere se unosi dovoljno velika količina aditiva, koji zauzvrat obavljaju različite funkcije i mijenjaju svojstva izvorne tvari. Među ovim komponentama mogu se primijetiti punila u prahu - uvedena su posebno za smanjenje skupljanja, smanjenje cijene materijala i povećanje otpornosti na vatru. Treba napomenuti i staklene tkanine (pojačavajuća punila), čija je upotreba posljedica povećanja mehaničkih svojstava. Postoje i drugi aditivi: stabilizatori, plastifikatori, boje, itd.

staklene prostirke

I po debljini i po strukturi, fiberglas može biti različit. Staklene prostirke su stakloplastike koje se isjeckaju na sitne komade, njihova dužina varira između 12-50 mm. Elementi se lijepe zajedno pomoću drugog privremenog veziva, što je obično prah ili emulzija. Za izradu staklenih prostirki koristi se epoksi poliesterska smola, koja se sastoji od nasumično raspoređenih vlakana, dok fiberglas po svom izgledu podsjeća na običnu tkaninu. Da bi se postigla najveća moguća čvrstoća, treba koristiti različite vrste fiberglasa.

Generalno, staklenih prostirki ima manjesnage, ali ih je mnogo lakše obraditi. U poređenju sa fiberglasom, ovaj materijal bolje ponavlja oblik matrice. Budući da su vlakna prilično kratka, haotične orijentacije, prostirka se teško može pohvaliti velikom čvrstoćom. Međutim, može se vrlo lako impregnirati smolom, jer je mekana, a labava i gusta, pomalo podsjeća na spužvu. Materijal je zaista mekan i podložan kalupu. Laminat, na primer, koji se pravi od takvih prostirki, ima odlične mehaničke osobine, ima visoku otpornost na atmosferske uslove (čak i tokom dužeg perioda).

Gdje se koriste staklene prostirke

Mat se koristi u oblasti kontaktnog oblikovanja kako bi se mogla proizvoditi roba složenih oblika. Proizvodi napravljeni od ovog materijala koriste se u raznim oblastima:

• u brodogradnji (gradnja kanua, čamaca, jahti, rezača ribe, raznih unutrašnjih konstrukcija, itd.);
• Staklene prostirke i poliesterska smola koriste se u automobilskoj industriji (razni dijelovi mašina, cilindri, kombiji, difuzori, rezervoari, informativne ploče, kućišta, itd.);
• u građevinskoj industriji (određeni proizvodi od drveta, izgradnja autobuskih nadstrešnica, pregradnih zidova, itd.).

Staklene prostirke imaju različite gustine, kao i debljine. Materijal se dijeli s težinom jednog kvadratnog metra, koja se mjeri u gramima. Postoji prilično tanak materijal, skoroprozračan (stakleni veo), postoji i debeo, skoro kao pokrivač (koristi se da bi se osiguralo da proizvod dobije željenu debljinu, dobije potrebnu čvrstoću).