Poliesterske smole: proizvodnja i rukovanje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Posljednjih godina poliesterske smole postale su vrlo popularne. Prije svega, traženi su kao vodeće komponente u proizvodnji stakloplastike, 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: benzen, etilen i propilen. Neophodni su za proizvodnju antihidrida, polibazičnih kiselina, glikola. Nakon kuhanja zajedno, sve ove komponente stvaraju takozvanu baznu smolu, koja se u određenoj fazi mora razrijediti stirenom. Posljednja tvar, na primjer, može biti 50% gotovog proizvoda. U sklopu ove faze dopuštena je i prodaja gotove smole, ali faza proizvodnje još nije završena: ne treba zaboraviti na zasićenje raznim aditivima. Upravo zahvaljujući ovim komponentama gotova smola poprima svoja jedinstvena svojstva.

Sastav smjese proizvođač može promijeniti - puno ovisi o tome gdje će se točno poliesterska smola koristiti. Stručnjaci odabiru najoptimalnije kombinacije, rezultat togarad će biti tvari s 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 na prodaji, samo je djelomično polimeriziran. Ako se ništa ne učini s njim, polimerizacija će se nastaviti, tvar će se definitivno stvrdnuti. Iz tih razloga, rok trajanja smole je vrlo ograničen: što je materijal stariji, to su njegova konačna svojstva lošija. Polimerizacija se također može usporiti - za to se koriste hladnjaci, 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 pridonosi procesu polimerizacije. Odnosno, izvor topline izvana nije potreban - sve se događa bez njega.

Tijek procesa polimerizacije je reguliran - kontrolirani su omjeri 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 zasebno. Tek kada je proces polimerizacije završen, tvar se stvrdne, možemo zaključiti da je proizvodnja poliesterskih smola završena.

Originalne smole

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

Ovaj proces se zove stvrdnjavanje, 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 (poliesterska stakloplastika), obavlja funkciju strukturnog elementa za proizvodnju raznih proizvoda - kao što je poliesterska smola. Upute za rad s takvim smjesama vrlo su važne. Potrebno je poštivati svaku njegovu točku.

Ključne značajke

Poliesterske smole u stvrdnutom stanju izvrsni su strukturni materijali. Karakteriziraju ih tvrdoća, visoka čvrstoća, izvrsna dielektrična svojstva, otpornost na habanje, kemijska otpornost. Ne zaboravite da su u procesu rada proizvodi od poliesterske smole sigurni s ekološkog stajališta. Određena mehanička svojstva mješavina koje se koriste u kombinaciji sa staklenim tkaninama po svojim performansama nalikuju parametrima konstrukcijskog čelika (u nekim slučajevima ih čak i premašuju). Tehnologija proizvodnje je jeftina, jednostavna, sigurna, jer se tvar stvrdnjava na normalnoj sobnoj temperaturi.temperature, čak ni primjena pritiska nije potrebna. Nema emisije hlapljivih ili drugih nusproizvoda, uočeno je samo lagano skupljanje. Dakle, za proizvodnju proizvoda nisu potrebne skupe glomazne instalacije, a nema potrebe za toplinskom energijom, zahvaljujući kojoj poduzeća brzo svladavaju i proizvodnju velikih i malih kapaciteta. Ne zaboravite na nisku cijenu poliesterskih smola - ova brojka je dva puta niža od one kod epoksidnih smola.

Rast proizvodnje

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

Nedostaci smola

Naravno, poliesterske smole također imaju neke nedostatke, kao i svaki drugi materijal. Na primjer, stiren se koristi kao otapalo tijekom proizvodnje. Zapaljiv je i vrlo otrovan. Trenutno su već stvoreni takvi brendovi koji nemaju stiren u svom sastavu. Još jedan očiti nedostatak: zapaljivost. Nemodificirane, nezasićene poliesterske smole gore kao i tvrdo drvo. Ovaj je problem riješen: u sastav tvari uvode se puderi u prahu (organski spojevi male molekularne težine koji sadrže fluor i klor, antimonov trioksid), ponekad se koristi kemijska modifikacija - tetrakloroftalna,klorendinska kiselina, neki multimeri: vinil kloracetat, klorostiren, drugi spojevi koji sadrže klor.

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, obavljaju različite funkcije. Na primjer, poliester je glavna komponenta. To je produkt reakcije polikondenzacije poliola koji reagiraju s anhidridima ili polibazičnim kiselinama.

Ako govorimo o polihidričnim alkoholima, onda su ovdje traženi dietilen glikol, etilen glikol, glicerin, propilen glikol, dipropilen glikol. Kao anhidridi koriste se anhidridi adipinske, fumarne kiseline, ftalne i maleinske kiseline. Lijevanje poliesterske smole teško bi bilo moguće da poliester ima malu molekularnu težinu (oko 2000) kada je spreman za preradu. U procesu oblikovanja proizvoda pretvara se u polimer s trodimenzionalnom mrežnom strukturom, velike molekularne težine (nakon što se uvode inicijatori stvrdnjavanja). Upravo ova struktura osigurava kemijsku otpornost, visoku čvrstoću materijala.

monomer otapala

Druga obavezna komponenta je monomer otapala. U ovom slučaju otapalo obavlja dvostruku funkciju. U prvom slučaju to je potrebno kako bi se viskoznost smole smanjila na razinu koja je potrebna za obradu (budući da sam poliesterpregusto).

S druge strane, monomer aktivno sudjeluje u procesu kopolimerizacije s poliesterom, zbog čega se osigurava optimalna brzina polimerizacije i velika dubina stvrdnjavanja materijala (ako se poliesteri promatraju zasebno, njihovo stvrdnjavanje je prilično sporo). Hidroperoksid je upravo ona komponenta koja je potrebna za skrućivanje iz tekućeg stanja - jedino tako poliesterska smola dobiva sve svoje kvalitete. Upotreba katalizatora također je obavezna pri radu s nezasićenim poliesterskim smolama.

Accelerator

Ovaj se sastojak može dodati poliesterima i tijekom proizvodnje i prilikom obrade (prije dodavanja inicijatora). Kob altove soli (kob alt oktoat, naftenat) možemo nazvati najoptimalnijim akceleratorima za polimerno stvrdnjavanje. Polimerizacija se mora ne samo ubrzati, već i aktivirati, 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 tvari, zbog čega će do polimerizacije doći prerano - upravo tijekom 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 povremeno pojavljuju, što rezultira stvaranjem nisko aktivnih radikala ili spojeva koji uopće nemaju radikalnu prirodu. Funkciju inhibitora obično obavljaju takvitvari: kinoni, trikrezol, fenon, neke od organskih kiselina. Poliesteri su formulirani s malim količinama inhibitora tijekom proizvodnje.

Ostali dodaci prehrani

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

staklene prostirke

I po debljini i po strukturi, stakloplastike mogu biti različite. Staklene prostirke su stakloplastike koje su usitnjene na male komadiće, njihova duljina 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 stakloplastike svojim izgledom podsjećaju na običnu tkaninu. Da bi se postigla najveća moguća čvrstoća, treba koristiti različite vrste stakloplastike.

Općenito, staklene prostirke imaju manjesnage, ali ih je mnogo lakše obraditi. U usporedbi sa staklenim vlaknima, ovaj materijal bolje ponavlja oblik matrice. Budući da su vlakna prilično kratka, imaju kaotičnu orijentaciju, prostirka se teško može pohvaliti velikom čvrstoćom. No, vrlo se lako može impregnirati smolom, jer je mekana, a labava i gusta, pomalo podsjeća na spužvu. Materijal je stvarno mekan i podložan kalupu. Laminat, na primjer, koji je napravljen od takvih prostirki, ima izvrsna mehanička svojstva, ima visoku otpornost na atmosferske uvjete (čak i unutar dugog razdoblja).

Gdje se koriste staklene prostirke

Mat se koristi u području kontaktnog oblikovanja kako bi se mogla proizvoditi roba složenih oblika. Proizvodi izrađeni od ovog materijala koriste se u raznim područjima:

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

Staklene prostirke imaju različitu gustoću, kao i debljinu. Materijal se dijeli s težinom jednog četvornog metra, koja se mjeri u gramima. Postoji prilično tanak materijal, gotovoprozračan (stakleni veo), postoji i debeo, skoro kao deka (koristi se da proizvod dobije željenu debljinu, dobije potrebnu čvrstoću).