Epoxidové pryskyřice (EP) podléhají polyadiční síťovací reakci, při které se neuvolňují malé molekuly. Vlastnosti pryskyřice jsou silně závislé na struktuře, stupni zesíťování, typu a množství výztužného materiálu a postupu zpracování. Epoxid je cyklický ether se třemi atomy v kruhu. Do tohoto kruhu lze přibližně vepsat rovnostranný trojúhelník, proto má molekula vysoké kruhové napětí. Toto napětí činí epoxidy reaktivnějšími, než jsou jiné ethery. Jednoduché epoxidy mají název podle původní sloučeniny ethylenoxidu neboli oxiranu, například chlormethyloxiran.
Obecné Vlastnosti Epoxidových Pryskyřic
- Krátký název: EP
- Název: EP Epoxidová pryskyřice
- Dobrá houževnatost.
- Dobrá přilnavost na mnoha podkladech.
- Dobrá chemická odolnost.
- Nízké smrštění při vytvrzování.
- Morfologie: Termoset.
Klíčové Technické Parametry
Následující tabulka sumarizuje důležité vlastnosti epoxidových pryskyřic:
| Vlastnost | Hodnota |
|---|---|
| Teplota přechodu skla | 50 až 200 °C |
| Teplota rozkladu | 380 až 450 °C |
| Youngův modul | 3000 až 5000 MPa |
| Koeficient lineární tepelné roztažnosti (CLTE/CTE) | 60 *10-6/K |
| Měrná tepelná kapacita (cp) | 1.67 až 2,10 J/(g*K) |
| Tepelná vodivost | 0.17 až 0,52 W/(m*K) |
| Hustota | 1.15 g/cm³ |
Koeficient lineární teplotní roztažnosti (CLTE) popisuje změnu délky materiálu v závislosti na teplotě. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku. Tepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu. Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.
Zpracování a Použití Epoxidových Pryskyřic
Epoxidové pryskyřice se zpracovávají lisováním, roztíráním, vstřikováním, jako je RIM, VARI, RTMP. Jejich využití je široké:
- Stavebnictví: ochrana proti korozi, těsnění, nátěry podlah.
- Stavba lodí: konstrukční lepidlo.
- Elektronický průmysl: desky s plošnými spoji.
- Matrice pro kompozity vyztužené vlákny.
Epoxidová Pryskyřice a Aditiva
Epoxidová pryskyřice se obecně používá společně s přísadami k získání aplikační hodnoty. Aditiva lze volit podle různého použití. Mezi běžné přísady patří tužidlo, modifikátor, plnivo, ředidlo a další. Tužidlo je nepostradatelná přísada. Vytvrzovací činidlo se musí přidat pro lepidlo, nátěr a lití, jinak nelze epoxidovou pryskyřici vytvrdit. Kvůli různým požadavkům na aplikaci a výkon existují také různé požadavky na epoxidovou pryskyřici, vytvrzovací činidlo, modifikátor, plnivo, ředidlo a další přísady.
Čtěte také: Vlastnosti epoxidu pro beton
1. Výběr epoxidové pryskyřice
Výběr epoxidové pryskyřice závisí na několika faktorech:
- Výběr z účelu:
- Jako lepidlo je lepší zvolit pryskyřici se střední epoxidovou hodnotou (0.25-0.45), např. epoxidová pryskyřice E44 a 634.
- Jako slévatelnou je lepší zvolit pryskyřici s vysokou epoxidovou hodnotou (0.40), např. epoxidová pryskyřice E51 a 6101.
- Obecně se jako nátěr používá pryskyřice s nízkým epoxidovým číslem (<0.25), jako je 901, 904, 907, 909 atd.
- Výběr z mechanické pevnosti:
- Pryskyřice s vysokou epoxidovou hodnotou má vyšší pevnost, ale je křehká.
- Pevnost epoxidové pryskyřice je dobrá při vysoké a nízké teplotě.
- Pokud je hodnota epoxidu nízká, je pevnost při vysoké teplotě špatná. Protože pevnost souvisí se stupněm zesítění, je stupeň zesítění vysoký, když je epoxidové číslo vysoké, a stupeň zesítění je nízký, když je epoxidové číslo nízké, což způsobuje rozdíl v pevnosti.
- Výběr z provozních požadavků:
- Pokud nemusí odolávat vysokým teplotám a má malé nároky na pevnost a doufáme, že epoxidová pryskyřice může rychle vyschnout a není snadné ji ztratit, lze zvolit pryskyřici s nižší epoxidovou hodnotou.
- Pokud chcete dobrou prodyšnost a pevnost, můžete zvolit pryskyřici s vyšší epoxidovou hodnotou.
2. Výběr tužidla
- Typ tužidla:
Běžná vytvrzovací činidla pro epoxidové pryskyřice zahrnují alifatický amin, alicyklický amin, aromatický amin, polyamid, anhydrid kyseliny, pryskyřici a terciární amin. Kromě toho může UV nebo světlo také vytvrdit epoxidovou pryskyřici působením fotoiniciátoru. Aminové vytvrzovací činidlo se obecně používá pro vytvrzování při pokojové teplotě nebo nízké teplotě, zatímco anhydrid a aromatické vytvrzovací činidlo se běžně používají pro vytvrzování teplem.
- Dávkování tužidla:
- Když se jako síťující činidlo použije amin, použije se pro výpočet následující vzorec:
Dávkování aminu = mg/hn
Kde:
- M = molekulová hmotnost aminu
- Hn = počet aktivního vodíku
- G = epoxidová hodnota (epoxidový ekvivalent na 100 gramů epoxidové pryskyřice)
Rozsah změn nesmí být větší než 10-20%. Pokud se k vytvrzování použije nadměrné množství aminu, pryskyřice zkřehne. Pokud je dávka příliš malá, vytvrzení není dokonalé.
Čtěte také: Designový stolek z cívky a pryskyřice – návod
- Když se použije anhydrid kyseliny, vypočítá se podle následujícího vzorce:
Množství anhydridu kyseliny = mg (0.6-1)/100
Kde:
- M = molekulová hmotnost anhydridu
- G = epoxidová hodnota (0.6~1) je test
- Když se jako síťující činidlo použije amin, použije se pro výpočet následující vzorec:
- Zásady pro výběr tužidla:
- Vyberte si z požadavků na výkon: některé vyžadují vysokou teplotní odolnost, některé dobrou flexibilitu a některé dobrou odolnost proti korozi. Vyberte vhodné vytvrzovací činidlo podle různých požadavků.
- Výběr ze způsobu vytvrzování: pokud některé produkty nelze zahřát, nelze zvolit vytvrzovací činidlo pro tepelné vytvrzování.
- Vyberte si z platného období: tzv. použitelné období se týká doby od přidání epoxidové pryskyřice s vytvrzovacím činidlem do doby, kdy ji nelze použít. Pro aplikaci po dlouhou dobu obecně zvolte anhydrid kyseliny nebo latentní tužidlo.
- Vybírejte z hlediska bezpečnosti: obecně je lepší mít nízkou toxicitu, což je vhodné pro bezpečnou výrobu.
- Vyberte si z ceny.
3. Výběr modifikátoru
Účelem modifikátoru je zlepšit opalovací vlastnosti, odolnost ve smyku, ohybu, nárazuvzdornost a izolační vlastnosti epoxidové pryskyřice. Stručně jsou představeny běžné modifikátory a jejich vlastnosti:
- Polysulfidová pryž: může zlepšit rázovou pevnost a odolnost proti odlupování.
- Polyamidová pryskyřice: může zlepšit křehkost a přilnavost.
- PVA terc-butyraldehyd: zlepšení odolnosti proti opalování při nárazu.
- Nitrilový kaučuk: zlepšuje odolnost proti opalování.
- Fenolová pryskyřice: může zlepšit teplotní odolnost a odolnost proti korozi.
- Polyesterová pryskyřice: zlepšuje odolnost proti opalování.
- Močovinoformaldehydová melaminová pryskyřice: zvýšení chemické odolnosti a pevnosti.
- Furfuralová pryskyřice: zlepšuje statický ohyb a odolnost proti kyselinám.
- Vinylová pryskyřice: zlepšuje odolnost proti odlupování a rázovou houževnatost.
- Isokyanát: snižuje propustnost vlhkosti a zvyšuje odolnost proti vodě.
- Silikonová pryskyřice: zlepšuje tepelnou odolnost.
Dávkování polysulfidového kaučuku může být 50-300 % a musí se přidat vytvrzovací činidlo. Množství polyamidové pryskyřice a fenolové pryskyřice je obecně 50-100 % a množství polyesterové pryskyřice je obecně 20-30 %. Nelze přidat žádné další vytvrzovací činidlo nebo lze přidat malé množství vytvrzovacího činidla pro urychlení reakce. Obecně řečeno, čím více modifikátoru se použije, tím větší bude flexibilita, ale teplota tepelné deformace pryskyřičných produktů se odpovídajícím způsobem sníží.
Hodnocení Vytvrzení Epoxidové Pryskyřice
Jako amorfní polymer vykazuje tato epoxidová pryskyřice skelný přechod při 77 °C (střední bod) s měrnou tepelnou kapacitou 0,14 J/(g*K) při prvním ohřevu (modrá barva), po kterém následuje exotermický efekt (maximální teplota 174 °C) v důsledku dodatečného vytvrzení pryskyřice. V důsledku dodatečného vytvrzení se teplota skelného přechodu při 2. ohřevu (červená) posune na 88 °C (střední bod). Výška kroku zůstává téměř stejná. Protože nedochází k žádnému dalšímu exotermickému efektu, lze předpokládat, že epoxidová pryskyřice byla během 1. ohřevu zcela vytvrzena. Přechod vzorku nebo reakce je exotermická, pokud při ní vzniká teplo.
Čtěte také: Vše o UV vytvrzování epoxidu
tags: #epoxid #sumarni #vzorec