Epoxidové pryskyřice a výrobky z nich nabízejí mnoho jedinečných vlastností, které žádné jiné materiály nabídnout nemohou. Vyznačují se vynikající přilnavostí, mechanickými vlastnostmi, ochranou proti korozi a odolností vůči chemickým látkám a vlivům počasí. Tyto vlastnosti zajišťují jejich široké uplatnění napříč mnoha průmyslovými odvětvími i v každodenních aplikacích.
Vlastnosti a použití epoxidových pryskyřic
Epoxidová pryskyřice, označovaná také jako epoxid, je čirý materiál syntetického původu. Je zdravotně nezávadná a v posledních letech dosahuje velké obliby především díky svému vzhledu a vlastnostem. Epoxidové pryskyřice jsou neuvěřitelně všestranné a nacházejí se v široké řadě průmyslových i každodenních aplikací. Jejich rozmanité chemické vlastnosti je činí vhodnými pro řadu průmyslových a každodenních aplikací. Často se používají v malých množstvích a umožňují mnoho vnitřních i vnějších stavebních činností.
Použití ve stavebnictví
Hlavní oblasti použití epoxidových pryskyřic ve stavebnictví zahrnují:
- Nátěry a lepidla
- Podlahové krytiny (např. průmyslové podlahy a podlahy víceúrovňových parkovišť)
- Kamenné koberce
- Chemické kotvy
- Pečetící a impregnační nátěry
- Renovace betonu, opravy trhlin a výtluků
- Jako spojovací materiál při pokládání dlaždic
Miliony velkých i malých podniků v celé Evropě využívají epoxidové pryskyřice ve snadno čistitelných podlahách, odolných a cenově dostupných mechanických upevněních atd. Epoxidy zvyšují flexibilitu interiérových designérů a stavitelů a zároveň snižují počáteční náklady i údržbu. Při výstavbě a renovacích pomáhají epoxidové pryskyřice snižovat spotřebu energie a zdrojů především v aplikacích, jakými jsou podlahy a ochranné nátěry tím, že umožňují méně vrstev a prodlužují životnost podkladu. Mezi dalšími aplikacemi epoxidů ve stavebnictví lze zmínit epoxidová adheziva a tmely, které umožňují opravy různých materiálů a jejich použití je jednoduché, rychlé a s nízkými náklady.
Použití v energetickém sektoru
Epoxidové pryskyřice se používají v kompozitech i nátěrech při výrobě, transformaci a distribuci různých druhů obnovitelné i neobnovitelné energie. Epoxidy jsou nezbytné pro řadu aplikací v energetice a přispívají k tomu, že obnovitelná energie je cenově dostupnější, zařízení pro jejich výrobu odolnější a má delší životnost.
Čtěte také: Společnost ČR Beton Bohemia
Větrná energie
V sektoru větrných elektráren se kompozity na bázi epoxidových pryskyřic a výztužných vláken staly standardní součástí velkých lopatek rotoru větrných elektráren a používají se také v inteligentních sítích a izolátorech turbín. Epoxidy se používají v nátěrech ocelových a betonových věží větrných elektráren a také k impregnaci betonu nebo samotné oceli. Stožáry větrných turbín v Severním moři jsou potaženy epoxidovými pryskyřicemi, které chrání konstrukci před korozí slanou vodou. Přibližně 50 % současného trhu s větrnými turbínami používá epoxidy jako infuzní pryskyřice pro výrobu lopatek, které jim poskytují pevnost, odolnost a nižší hmotnost.
Sluneční energie
Epoxidové pryskyřice se v tomto odvětví používají hlavně pro montáže a těsnění solárních panelů jako nízkorozpočtový materiál, který chrání panely před povětrnostními vlivy (výkyvy teplot, déšť, krupobití, bouřky, silný vítr), prodlužuje jejich životnost a jednoduše se používá a opravuje.
Vodní energie
Epoxidové polymermalty (směs epoxidové pryskyřice, aditiv a plniva) se v praxi ukázaly jako jeden z nejúčinnějších materiálů pro ochranu betonových povrchů staveb vodních elektráren před nízkými teplotami a stříkající a proudící vodou.
Vodík
Pro skladování vodíku jsou epoxidy ideálním materiálem, jelikož jsou používány pro výrobu lehkých, velmi pevných a odolných vysokotlakých nádrží na vodík.
Elektrické a elektronické komponenty
Epoxidy jsou používané jako součást kompozitů, jako adhezivní a zalévací materiály i jako nátěrová hmota při výrobě, transformaci i distribuci elektřiny, a to z fosilních i obnovitelných zdrojů. Kombinují vynikající izolační schopnosti s pevností, antikorozními vlastnostmi a dobrou přilnavostí.
Čtěte také: Použití klinker cihly Český Formát
Použití v dopravě
Epoxidy se široce využívají také v leteckém a automobilovém průmyslu. Tradiční výroba osobních i nákladních aut, vlaků i letadel z kovových materiálů využívá epoxidové nátěry pro ochranu před korozí (včetně e-coatů).
Snižování hmotnosti dopravních prostředků
Díky epoxidovým kompozitům mají auta a jiné dopravní prostředky nižší hmotnost při současném zachování jejich pevnosti, spolehlivosti, bezpečnosti a dlouhé životnosti. Kompozity na bázi epoxidu pro díly pod kapotou a interiéry snižují hmotnost a zvyšují mechanickou pevnost, snižují nároky na údržbu, spotřebu paliva a emise CO2. V leteckém průmyslu umožňují epoxidy větší využití kompozitních komponent, zlepšují odolnost, účinnost, pevnost a spolehlivost. V současné době se navíc objevily nové příležitosti pro použití epoxidových kompozitů v souvislosti s rozvojem dronů a bezpilotních letadel.
Elektrické součásti dopravních prostředků
Kromě snižování hmotnosti hrají epoxidové pryskyřice klíčovou roli i při výrobě hnacích ústrojí vozů a jako zalévací materiál pro elektrické komponenty.
Barvení epoxidové pryskyřice a další dekorativní využití
Epoxidová pryskyřice je ve své původní podobě čirá. Abychom dosáhli požadovaného vzhledu, tak se barví za pomocí pigmentů a nebo metalických prášků, které jinak čirou pryskyřici dokáží skutečně oživit různými obrazci a vzory. Je také možné do čiré pryskyřice zalít všelijaké předměty - přívěšky, kameny, fotografie, korálky, řetízky - zkrátka vše, co bude velikostně přípustné. Po vylití je třeba nechat pryskyřici 24-72 hodin vytvrdit a následně opracovat její povrch do požadovaného vzhledu, buď matného, nebo lesklého.
Příklad produktu: Pattex Repair Epoxy 1 min
Pattex Repair Epoxy 1 min je rychlé epoxidové lepidlo. Jedná se o rychle vytvrzující dvousložkové epoxidové lepidlo bez těkavých rozpouštědel, univerzálně využitelné. Složky lepidla se promíchají přímo ve směšovači. Vytvrzuje do 1 minuty a je vhodné k lepení, opravám a fixaci téměř všech materiálů: dřeva, kovu, skla, keramiky, gumy, kůže, kamene, kartonu a většiny plastů.
Čtěte také: Kvalitní střešní tašky z betonu
Technické údaje
| Vlastnost | Hodnota |
|---|---|
| Základní materiál/složení | epoxid |
| Barva | transparentní |
| Hustota | 1,1 - 1,2 g/cm3 (složka A), 1,09 - 1,19 g/cm3 (složka B) |
| Teplotní odolnost | od −30°C do +150°C (vysoce namáhané lepené díly by neměly být vystavovány teplotám vyšším než 70°C) |
| Konečná pevnost | po 24 hodinách (vytvrzení je možné urychlit zvýšením aplikační teploty (až do 70°C), nebo zpomalit (při teplotách pod 15°C )) |
| Konečná síla | cca 110 kg/cm2 (až 160 kg/cm2 v závislosti na materiálu a přípravě lepeného povrchu) |
| Balení | stříkačka 11 ml |
Bezpečnostní opatření při manipulaci s epoxidovými pryskyřicemi
Epoxidy jsou ve velké většině dvousložkové systémy, sestávající z epoxidové pryskyřice a z vytvrzovací složky. Před použitím je třeba obě složky smíchat ve stanoveném poměru. Samostatné složky i nevytvrzená směs mohou vykazovat nebezpečné vlastnosti a vyvolávat dráždivé reakce nebo přecitlivělost.
Možné zdravotní problémy
Ne všichni lidé budou mít stejnou reakci. Někteří uživatelé jsou méně náchylní k senzibilizaci, u jiných stačí k vyvolání alergické reakce několik krátkých kontaktů. Mezi typické příznaky alergické reakce patří zarudnutí nebo otok na kůži nebo v oblasti očí, poškození kůže nebo alergický kontaktní ekzém. Hlavním rizikem je zasažení očí nebo přímý kontakt s pokožkou.
Při broušení částečně vytvrzeného epoxidu se vytváří vzduchem přenášený prach, který se může dostat na vaši pokožku, může se vdechnout nebo dokonce spolknout. I když epoxid může být dostatečně pevný na to, aby se mohl brousit během několika hodin, nemusí úplně vytvrdnout až dva týdny. Do té doby může epoxidový prach obsahovat nezreagované nebezpečné složky. Broušení epoxidu před úplným vytvrzením může způsobit vážné zdravotní problémy. Dýchání vysoce koncentrovaných epoxidových výparů představuje riziko podráždění dýchacích cest a senzibilizace.
Epoxid vytvrzuje exotermickou chemickou reakcí, která vytváří teplo. Po vytvrzení v uzavřené hmotě, jako je míchací nádoba, se epoxid může dostatečně zahřát na roztavení plastu, popálení pokožky nebo zapálení hořlavých materiálů v blízkosti. Smíšená pryskyřice a tvrdidlo se při tepelném rozkladu stávají horkými a pěnivými, přičemž vznikají toxické výpary včetně oxidu uhelnatého, oxidů dusíku, čpavku a možná i některých aldehydů.
Prevence a osobní ochranné prostředky
Pokud jsou dodržována základní bezpečnostní opatření, je manipulace s epoxidy bezpečná. Po smíchání proběhne chemická reakce, jejímž výsledkem je inertní konečný materiál.
- Pro práci s epoxidy je vhodné, a při každodenní práci s nimi nutné, používat osobní ochranné prostředky, jež je nutné pravidelně čistit a vyměňovat.
- Obuv i rukavice musí být vhodné a v dobrém stavu. Mezi ně patří:
- Ochrana očí a obličeje
- Ochranná zástěra
- Ochrana kolen
- Používají-li se výrobky obsahující rozpouštědla, měla by se používat maska s vhodným filtrem, např. s filtrem typu A. Při aplikaci postřikem je nutné používat kombinovaný filtr.
- Před začátkem práce s epoxidovými systémy je vhodné exponované oblasti kůže, které nejsou pokryty jinými ochrannými prostředky, např. rukavicemi, zabezpečit vhodným ochranným krémem. Mezi takové oblasti patří např. obličej.
- Při odvažování potřebných množství z prodejních obalů je třeba dávat pozor na to, aby nedošlo k potřísnění či polití nářadí, okolí, váhy nebo dokonce částí těla.
- Použitím zubové stěrky na tyči místo špachtle se podstatně zvyšuje bezpečná vzdálenost chránící proti postříkání. Používáte-li váleček nebo štětec, je třeba, aby byl vybaven ochranou proti kapání.
Správné skladování a čištění
Složky epoxidových systémů je třeba skladovat v uzavřených nádobách na chladném a suchém místě, které je označeno jako skladovací prostor pro materiály. Hlavním cílem je zabránit stříkání nebo únikům, které by se mohly šířit do okolí. Epoxidové pryskyřice a tvrdidla by měly být vždy uchovávány nad bodem mrazu - optimální pracovní a skladovací teplota je 20-30 stupňů Celsia. Pro prodlouženou trvanlivost je doporučeno skladování uvnitř a mimo betonové nebo dlážděné podlahy.
Pro vlastní bezpečnost a bezpečnost ostatních je nezbytné nástroje, zvláště jejich rukojeti, po použití vyčistit. Čištění lze provádět odstraněním přebytečného materiálu a/nebo použitím čisticích prostředků doporučovaných výrobcem (většinou na bázi xylenu nebo směsi xylenu s acetonem). Nikdy nevytvrzenou epoxidovou pryskyřici neodstraňujte vodou, voda negativně ovlivňuje proces vytvrzování epoxidu a může způsobit vznik lepkavého, mléčného nebo neprůhledného povrchu. Po vyčištění pokožky je důležité ji důkladně umýt mýdlem a ošetřit krémem.
Po dokončení odlévání často zůstane malé množství namíchané hmoty v kelímku. Zbytky epoxidové ani UV pryskyřice nikdy nevylévejte do odpadu ani do umyvadla. Ideálním řešením je vylít zbytky do připravené formy na pryskyřici. Pokud žádnou nemáte, nechte pryskyřici vytvrdnout přímo v kelímku. Pokud jste zapomněli očistit kovové nástroje a pryskyřice již vytvrdla, vytvrdlou vrstvu lze opatrně oškrábat ostrým nožem. Pokud jde materiál dolů obtížně, nahřejte kovový nástroj fénem nebo horkovzdušnou pistolí.
Likvidace epoxidových pryskyřic
Nevytvrzené epoxidové pryskyřice nelikvidujte, pokud to není nutné. V případě nutnosti je pak likvidujte v souladu s místními předpisy (více informací naleznete v Bezpečnostním listu). Vytvrzené epoxidové pryskyřice lze obvykle likvidovat jako stavební odpad, ale vždy byste si měli vyžádat odbornou radu, abyste zajistili, že likvidace proběhne v souladu s místními předpisy. Jednorázové nádoby je třeba řádně vyprázdnit a zlikvidovat.
Inovace v recyklaci epoxidů
Čínští vědci představili inovativní materiály, které by mohly zásadně změnit budoucnost recyklace plastů i kompozitních materiálů. Klasické epoxidové pryskyřice, hojně používané například v leteckém průmyslu či ve stavebnictví, jsou termostabilní a pevné, ale po vytvrzení prakticky nerecyklovatelné - rozebrat jejich síť na původní složky je extrémně obtížné.
Reprocessovatelné siloxanové epoxidy (RSEs)
Nové siloxanové epoxidy, označované jako reprocessovatelné siloxanové epoxidy (RSEs), obsahují pružné a zároveň teplotně stabilní siloxanové řetězce, které jsou do epoxidové struktury zavedeny pomocí hydrosilylační reakce. Díky této struktuře se materiály mohou samy „opravovat“ (self-healing) v případě poškození, mohou být opakovaně zpracovávány a tvarovány bez výrazné ztráty mechanických vlastností, a zároveň lze tyto materiály jednoduše rozložit použitím dostupných a ekologicky šetrných rozpouštědel. Z testovaných variant se jako nejvhodnější ukázal materiál RSE-1, jenž po přepracování si zachoval 92,85 % své původní pevnosti.
Nezávislé studie potvrzují, že využití přírodních vláken a biodegradabilních či reprocessovatelných pryskyřic může přispět k řešení hlavních překážek v recyklaci vysoce výkonných polymerních kompozitů.
Recyklace lopatek větrných elektráren
Problém s recyklací lopatek větrných elektráren je značný. Podle studie Cambridgeské univerzity z roku 2017 budou lopatky větrných elektráren v roce 2050 představovat 43 milionů tun odpadu. Většina lopatek končí na skládkách, protože jejich recyklace je obtížná. Nová technologie pro recyklaci epoxidů, která umožňuje separaci jednotlivých materiálů kompozitu na konci životnosti elektráren, proto znamená významný pokrok v udržitelnosti výroby energie z větru.
Dvoufázový proces nejprve kompozit rozdělí na vlákna a epoxid, v druhé fázi se epoxid dále rozdělí na základní složky podobné primárním materiálům. Tyto materiály lze poté znovu použít v nových lopatkách.
Udržitelnost a kreativní práce s pryskyřicí
S rostoucím důrazem na udržitelnost je důležité hledat způsoby, jak minimalizovat odpad a využívat znovu použitelné pomůcky. Práce s pryskyřicí může být nejen kreativní, ale i šetrná k životnímu prostředí. Pokud odléváte do forem a něco málo zůstane na dně míchacího kelímku, mějte po ruce silikonové nebo vlastní formy, do kterých pryskyřici spotřebujete. Ze zbytků mohou vzniknout krásné šperky nebo třeba vícebarevný svícen. Pokud totiž máte po ruce větší formu, tak do ní můžete průběžně odlévat zbytky.
Použité dřevěné špachtle a plastové nebo papírové kelímky lze po použití otřít papírovou utěrkou a nechat v nich zbytek pryskyřice vytvrdnout. Příště je můžete použít znovu. Silikonové špachtle i kelímky jsou použitelné velmi dlouho, stačí je po každém použití dobře otřít papírovou utěrkou. Ochranné podložky na stůl vyrobené ze silikonu nebo jiných snadno čistitelných materiálů lze po vytvrdnutí pryskyřice opakovaně používat.
S trochou plánování a kreativity lze pracovat s pryskyřicí udržitelně. Výběrem správných materiálů a technik můžete přispět k ochraně životního prostředí a zároveň vytvářet krásné a unikátní výrobky.
tags: #cesky #epoxid #z #odpadu #informace