Poliestere e resina epossidica, le loro differenze. Resine poliestere insature nella cantieristica navale

- resine poliestere per uso generale ottenuto per esterificazione del glicole propilenico con una miscela di anidridi ftaliche e maleiche. Il rapporto tra anidridi ftaliche e maleiche può variare da 2:1 a 1:2. La resina poliestere alchidica risultante viene miscelata con stirene in un rapporto 2:1. Questo tipo di resina ha una vasta gamma di applicazioni: vengono utilizzate per realizzare pallet, barche, parti di aste doccia, piscine e serbatoi d'acqua.

- resine poliestere elastiche Al posto dell'anidride ftalica vengono utilizzati acidi dibasici lineari (adipico o sebacico). Si forma una resina poliestere insatura più elastica e morbida. Anche l'uso di glicoli dietilenici o dipropilenici al posto del glicole propilenico conferisce elasticità alle resine. L'aggiunta di tali resine poliestere a resine rigide per uso generale riduce la loro fragilità e le rende più facili da lavorare. Questo effetto viene utilizzato nella produzione di bottoni in poliestere colato. Tali resine vengono spesso utilizzate per colate decorative nell'industria del mobile e nella produzione di cornici. Per fare ciò, i riempitivi di cellulosa (ad esempio i gusci di arachidi) vengono introdotti in resine elastiche e colati in stampi di gomma siliconica. È possibile ottenere una riproduzione raffinata delle sculture in legno utilizzando stampi in gomma siliconica fusi direttamente dalle sculture originali.

- resine poliestere elastiche occupano una posizione intermedia tra le resine rigide per uso generale e quelle elastiche. Sono utilizzati per realizzare prodotti resistenti agli urti come palloni da gioco, caschi di sicurezza, recinzioni, parti di automobili e aerei. Per ottenere tali resine si utilizza acido isoftalico al posto dell'anidride ftalica. Il processo si svolge in più fasi. Innanzitutto, la reazione dell'acido isoftalico con il glicole produce una resina poliestere a basso numero di acidità. Successivamente viene aggiunta l'anidride maleica e si continua l'esterificazione. Si ottengono così catene di poliestere con una disposizione predominante di frammenti insaturi alle estremità delle molecole o tra blocchi costituiti da polimero glicole-isoftalico

- resine poliestere a basso ritiro Quando si stampa il poliestere rinforzato con fibra di vetro, la differenza di ritiro tra la resina e la fibra di vetro provoca vaiolature sulla superficie del prodotto. L'uso di resine poliestere a basso ritiro riduce questo effetto e i prodotti fusi risultanti non richiedono ulteriore levigatura prima della verniciatura, il che rappresenta un vantaggio nella produzione di componenti automobilistici ed elettrodomestici. Le resine poliestere a basso ritiro comprendono componenti termoplastici (polistirene o polimetilmetacrilato) che sono solo parzialmente disciolti nella composizione originale. Durante l'indurimento, accompagnato da un cambiamento nello stato di fase del sistema, si formano microvuoti, che compensano il consueto ritiro della resina polimerica.

- resine poliestere resistenti agli agenti atmosferici, non deve ingiallire se esposto alla luce solare, per questo motivo alla sua composizione vengono aggiunti assorbitori di radiazioni ultraviolette. Lo stirene può essere sostituito dal metil metacrilato, ma solo parzialmente, perché il metil metacrilato non interagisce bene con i doppi legami dell'acido fumarico, che fa parte della resina poliestere. Questo tipo di resina viene utilizzata nella realizzazione di rivestimenti, pannelli esterni e tetti a lanterna.

- resine poliestere resistenti agli agenti chimici i gruppi esterei sono facilmente idrolizzati dagli alcali, per cui l'instabilità delle resine poliestere rispetto agli alcali è il loro svantaggio fondamentale. Un aumento dello scheletro carbonioso del glicole originale porta ad una diminuzione della percentuale di legami eterei nella resina. Pertanto, le resine contenenti “bisglicole” (un prodotto della reazione del bisfenolo A con ossido di propilene) o bisfenolo idrogenato hanno un numero significativamente inferiore di legami esterei rispetto alla corrispondente resina per uso generale. Tali resine vengono utilizzate nella produzione di parti di apparecchiature chimiche: cappe o armadi di aspirazione, corpi e serbatoi di reattori chimici, nonché tubazioni.

- resine poliestere ignifughe Un aumento della resistenza della resina all'ignizione e alla combustione si ottiene utilizzando acidi dibasici alogenati, come gli acidi tetrafluoroftalico, tetrabromoftalico e clorendico, al posto dell'anidride ftalica. Un ulteriore aumento della resistenza al fuoco si ottiene introducendo nella resina vari inibitori della combustione, come esteri dell'acido fosforico e ossido di antimonio. Le resine poliestere ignifughe vengono utilizzate nella produzione di cappe aspiranti, componenti elettrici, pannelli strutturali e scafi di alcuni tipi di navi militari.

- resine per usi speciali. Ad esempio, l'uso del triallil isocianurato al posto dello stirene migliora significativamente la resistenza al calore delle resine. Le resine speciali possono essere polimerizzate utilizzando la radiazione UV aggiungendo agenti fotosensibili come il benzoino o i suoi eteri.

Resine epossidiche - oligomeri contenenti gruppi epossidici e capaci di formare polimeri reticolati sotto l'azione di indurenti. Le resine epossidiche più comuni sono prodotti di policondensazione dell'epicloridrina con fenoli, il più delle volte con bisfenolo A.

n può raggiungere 25, ma molto spesso si trovano resine epossidiche con un numero di gruppi epossidici inferiore a 10. Maggiore è il grado di polimerizzazione, più spessa è la resina. Più basso è il numero indicato sulla resina, maggiore è il numero di gruppi epossidici contenuti nella resina.

Caratteristiche dei polimeri epossidici:

ü la possibilità di ottenerli allo stato liquido e solido,

ü assenza di sostanze volatili durante la stagionatura,

ü capacità di polimerizzare in un ampio intervallo di temperature,

ü leggero restringimento,

ü non tossico allo stato polimerizzato,

ü elevati valori di forza adesiva e coesiva,

ü resistenza chimica.

La resina epossidica fu prodotta per la prima volta dal chimico francese Castan nel 1936. La resina epossidica si ottiene per policondensazione dell'epicloridrina con vari composti organici: dal fenolo agli oli alimentari (epossidazione). Gradi pregiati di resine epossidiche si ottengono mediante l'ossidazione catalitica di composti insaturi.

Per utilizzare la resina è necessario un indurente. L'indurente può essere un'ammina o un'anidride polifunzionale, talvolta un acido. Vengono utilizzati anche catalizzatori di indurimento. Dopo la miscelazione con un indurente, la resina epossidica può essere polimerizzata, convertita in uno stato solido, infusibile e insolubile. Esistono due tipi di indurenti: polimerizzazione a freddo e polimerizzazione a caldo. Se si tratta di polietilene poliammina (PEPA), la resina si indurirà entro un giorno a temperatura ambiente. Gli indurenti all'anidride richiedono 10 ore di tempo e riscaldamento a 180°C in camera termica.

La reazione di polimerizzazione ES è esotermica. La velocità con cui la resina polimerizza dipende dalla temperatura della miscela. Più alta è la temperatura, più veloce è la reazione. La sua velocità raddoppia quando la temperatura aumenta di 10° C e viceversa. Tutte le possibilità di influenzare la velocità di polimerizzazione si riducono a questa regola fondamentale. Il tempo di polimerizzazione dipende oltre che dalla temperatura anche dal rapporto tra area e massa della resina. Ad esempio, se 100 g di una miscela di resina e indurente passano allo stato solido in 15 minuti ad una temperatura iniziale di 25°C, allora questi 100 g, distribuiti uniformemente su una superficie di 1 m2, polimerizzano in più di due ore.

Affinché la resina epossidica, insieme all'indurente allo stato indurito, sia più plastica e non si rompa (si crepi), è necessario aggiungere plastificanti. Loro, come gli indurenti, sono diversi, ma tutti mirano a conferire proprietà plastiche alla resina. Il plastificante più comunemente usato è il dibutilftalato.

Tabella - Alcune proprietà delle resine epossidiche diane non modificate e non caricate.

Nome caratteristico	Senso
Densità a 20 °C, g/cm 3	1.16÷1.25
Temperatura di transizione vetrosa, °C	60÷180
Conduttività termica, W/(m×K)	0,17÷0,19
Capacità termica specifica, kJ/(kg K)	0,8÷1,2
Coefficiente di temperatura di dilatazione lineare, °C -1	(45÷65) 10 -6
Resistenza al calore secondo Martens, °C	55÷170
Assorbimento d'acqua nelle 24 ore,%	0,01÷0,1
Resistenza alla trazione, MN/m2	40÷90
Modulo di elasticità (sotto sollecitazione a breve termine), GN/m 2	2,5÷3,5
Resistenza all'urto, kJ/m2	5÷25
Estensione relativa,%	0,5÷6
Costante dielettrica a 20°C e 1 MHz	3,5÷5
Resistenza elettrica volumetrica specifica a 20°C, Ohm cm	10 14 ÷ 10 16
Tangente di perdita dielettrica a 20°C e 1 MHz	0,01÷0,03
Resistenza elettrica a 20°C, MV/m	15÷35
Permeabilità all'umidità, kg/(cm sec n/m 2)	2,1 10 -16
Coeff. diffusione acqua, cm 2/h	10 -5 ÷10 -6

Resine epossidiane dei gradi ED-22, ED-20, ED-16, ED-10 e ED-8, ​​utilizzate nell'industria elettrica, radioelettronica, aeronautica, navale e nell'ingegneria meccanica, nella costruzione come componente di mescole da colata e impregnanti, adesivi, sigillanti, leganti per plastiche rinforzate. Le soluzioni di resine epossidiche dei marchi ED-20, ED-16, E-40 ed E-40R in vari solventi vengono utilizzate per la produzione di smalti, vernici, stucchi e come prodotto semilavorato per la produzione di altre resine epossidiche , composizioni per impregnazione e adesivi.

Resine epossidiche modificate con plastificanti: per l'impregnazione vengono utilizzate le resine dei marchi K-153, K-115, K-168, K-176, K-201, K-293, UP-5-132 e KDZh-5-20, colata, avvolgimento e sigillatura di parti e come adesivi, composizioni per colata di isolanti elettrici, rivestimenti isolanti e protettivi, leganti per fibra di vetro. La composizione del marchio K-02T viene utilizzata per l'impregnazione di prodotti di avvolgimento multistrato ai fini della loro cementazione, aumentando la resistenza all'umidità e le proprietà di isolamento elettrico.

Le resine epossidiche modificate del marchio EPOFOM vengono utilizzate in vari impianti industriali e civili come rivestimenti anticorrosivi per proteggere le strutture edili in metallo e calcestruzzo e le apparecchiature capacitive dagli effetti di ambienti chimicamente aggressivi (in particolare acidi, alcali, prodotti petroliferi, rifiuti industriali e fognari ), precipitazioni ed elevata umidità . Queste resine vengono utilizzate anche per impermeabilizzazioni e rivestimenti autolivellanti monolitici di pavimenti in calcestruzzo, primerizzando e applicando uno strato di finitura. Sulla base della resina del marchio EPOFOM, si ottengono composizioni di colata e impregnazione con un alto contenuto di tessuti e riempitivi rinforzanti, materiali compositi e rivestimenti resistenti all'usura. EPOFOM viene utilizzato come componente impregnante del materiale del tubo per la riparazione e il ripristino di condotte di reti fognarie, reti in pressione di fornitura di acqua calda e fredda senza smontarle e rimuovere i tubi dal terreno (metodo trenchless).

Le composizioni del marchio EZP vengono utilizzate per rivestire contenitori per lo stoccaggio di vino, latte e altri prodotti alimentari liquidi, nonché vari tipi di combustibili liquidi (benzina, cherosene, olio combustibile, ecc.).

Resine fenolo-formaldeide. Nel 1909 Baekeland riportò il materiale che aveva ottenuto, che chiamò bachelite. Questa resina fenolo-formaldeide è stata la prima plastica sintetica termoindurente che non si ammorbidiva alle alte temperature. Effettuando la reazione di condensazione di formaldeide e fenolo, ottenne un polimero per il quale non riuscì a trovare un solvente.

Le resine fenolo-formaldeide sono prodotti di policondensazione di fenoli o suoi omologhi (cresoli, xilenoli) con formaldeide. A seconda del rapporto dei reagenti e della natura del catalizzatore, si formano resine termoplastiche (novolacca) o termoindurenti (resolo). Le resine novolacca sono prevalentemente oligomeri lineari, nelle cui molecole i nuclei fenolici sono collegati da ponti metilenici e non contengono quasi nessun gruppo metilolico (-CH 2 OH).

Le resine resoliche sono una miscela di oligomeri lineari e ramificati contenenti un gran numero di gruppi metilolici, capaci di ulteriori trasformazioni.

Caratteristiche di FFS:

ü per natura: sostanze solide e viscose fornite alla produzione sotto forma di polvere;

ü per l'uso come matrice, sciogliere o sciogliere in un solvente alcolico;

ü Il meccanismo di polimerizzazione delle resine resoliche consiste in 3 fasi. Nella fase A, la resina (resolo) è simile nelle proprietà fisiche alle novolacche, perché si dissolve e fonde, allo stadio B la resina (resitolo) è in grado di ammorbidirsi se riscaldata e rigonfiarsi nei solventi, allo stadio C la resina (resitolo) non si scioglie né si dissolve;

ü per indurire le resine novolacca è necessario un induritore (solitamente si somministra metenamina, 6-14% in peso della resina);

ü sono facili da modificare e modificare da soli.

La resina fenolica fu inizialmente utilizzata come isolante di alta qualità e facilmente modellabile che proteggeva dalle alte temperature e dalle correnti elettriche, per poi diventare il materiale principale dello stile Art Déco. Quasi il primo prodotto commerciale ottenuto pressando la bachelite furono le estremità del telaio di una bobina ad alta tensione. La resina fenolo-formaldeide (FFR) è stata prodotta dall'industria dal 1912. In Russia, la produzione di resine colate sotto il nome di carbolite era organizzato nel 1912÷1914.

I leganti fenolo-formaldeide vengono polimerizzati a temperature di 160-200°C utilizzando una pressione significativa dell'ordine di 30-40 MPa e superiore. I polimeri risultanti sono stabili durante il riscaldamento prolungato fino a 200°C, e per un tempo limitato sono in grado di resistere agli effetti di temperature più elevate per diversi giorni a temperature di 200-250°C, diverse ore a 250-500°C, diversi minuti a temperature di 500-500°C.1000°C. La decomposizione inizia ad una temperatura di circa 3000°C.

Gli svantaggi delle resine fenolo-formaldeide comprendono la fragilità e l'elevato ritiro volumetrico (15-25%) durante la polimerizzazione, associato al rilascio di una grande quantità di sostanze volatili. Per ottenere un materiale con bassa porosità è necessario applicare elevate pressioni durante lo stampaggio.

Le resine fenolo-formaldeide dei marchi SFZh-3027B, SFZh-3027V, SFZh-3027S e SFZh-3027D sono destinate alla produzione di prodotti di isolamento termico a base di lana minerale, fibra di vetro e per altri scopi. La resina fenolo-formaldeide di grado SFZh-3027S è destinata alla produzione di plastica espansa di grado FSP.

Basandosi sull'FPS, vengono prodotte una varietà di plastiche chiamate fenoplasti. La maggior parte di essi, oltre al legante (resina), contengono anche altri componenti (riempitivi, plastificanti, ecc.). Vengono trasformati in prodotti principalmente mediante pressatura. I materiali per pressa possono essere preparati sulla base sia di resine novolacca che di resolo. A seconda del riempitivo utilizzato e del grado di macinazione, tutti i materiali per pressa sono suddivisi in quattro tipi: polvere (polveri per pressa), fibroso, granuloso e stratificato.

La designazione delle polveri per pressa è spesso costituita dalla lettera K, che indica la parola composizione, il numero della resina sulla base della quale è realizzato questo materiale per pressa e un numero corrispondente al numero del riempitivo. Tutte le polveri per pressa possono essere divise in tre grandi gruppi in base allo scopo previsto:

Polveri per prodotti tecnici e domestici (K-15-2, K-18-2, K-19-2, K-20-2, K-118-2, K-15-25, K-17-25, ecc. . ecc.) sono realizzati sulla base di resine novolacca. I prodotti realizzati con essi non devono essere soggetti a carichi meccanici significativi, corrente ad alta tensione (più di 10 kV) e temperature superiori a 160°C.

Le polveri per prodotti isolanti elettrici (K-21-22, K211-2, K-211-3, K-211-4, K-220-21, K-211-34, K-214-2, ecc.) sono realizzato nella maggior parte dei casi sulla base di resine resoliche. I prodotti possono resistere a tensioni di corrente fino a 20 kV a temperature fino a 200°C.

Le polveri per prodotti per scopi speciali hanno una maggiore resistenza all'acqua e al calore (K-18-42, K-18-53, K-214-42, ecc.), una maggiore resistenza chimica (K-17-23. K-17-36 , K-17-81, K-18-81, ecc.), maggiore resistenza agli urti (FKP-1, FKPM-10, ecc.), ecc.

I materiali pressati fibrosi sono preparati sulla base di resine resoliche e riempitivi fibrosi, il cui utilizzo consente di aumentare alcune proprietà meccaniche della plastica, principalmente la resistenza all'urto specifica.

Le fibre sono materiali pressati a base di riempitivo: cellulosa di cotone. Attualmente vengono prodotti tre tipi di fibra di vetro: fibra di vetro, fibra di vetro ad alta resistenza e cavo in fibra di vetro. A base di amianto e resina resolica, vengono prodotti materiali per pressa dei gradi K-6, K-6-B (destinati alla produzione di collettori) e K-F-3, K-F-Z-M (per pastiglie dei freni). I materiali di stampa contenenti fibra di vetro sono chiamati fibra di vetro. Ha una maggiore resistenza meccanica, resistenza all'acqua e al calore rispetto ad altri materiali pressati fibrosi.

I materiali per presse simili a briciole sono costituiti da resina suola e pezzi (briciole) di vari tessuti, carta e impiallacciatura di legno. Hanno aumentato la forza d'urto specifica.

I materiali pressati stratificati vengono prodotti sotto forma di grandi lastre, piastre, tubi, barre e prodotti sagomati. A seconda del tipo di riempitivo (base), i fogli di plastica laminati vengono prodotti nei seguenti tipi: textolite - su tessuto di cotone, fibra di vetro - su tessuto di vetro, textolite di amianto - su tessuto di amianto, getinax - su carta, plastica laminata in legno - su impiallacciatura di legno.

Alcune proprietà dei rivestimenti a base di resine poliestere convenzionali, nonché dei rivestimenti a base di vernici alla nitrocellulosa e urea-formaldeide, sono riportate nella tabella. 122 G Da questi dati risulta chiaro che i rivestimenti lucidi realizzati con resine poliestere presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri materiali.

Sono caratterizzati da brillantezza eccezionalmente elevata, trasparenza, aspetto eccellente, resistenza all'acqua, ai solventi e a molti altri prodotti chimici. Inoltre, i rivestimenti in poliestere sono resistenti alla fiamma delle sigarette fumanti e sono caratterizzati da un'eccellente resistenza al gelo e da una maggiore resistenza all'abrasione.

Per ottenere una finitura di alta qualità con le vernici poliestere è sufficiente una mano, mentre con la nitrocellulosa e molte altre vernici sono necessarie due o tre mani. I film realizzati in resine poliestere sono resistenti ai carichi d'urto.

Gli svantaggi dei rivestimenti in vernice poliestere includono la difficoltà di rimuovere il rivestimento se è necessario applicarne uno nuovo. Inoltre, sebbene i rivestimenti in poliestere siano resistenti ai graffi, i graffi sono più evidenti su di essi che sulle pellicole di nitrocellulosa.

Proprietà dei rivestimenti di vario tipo

Indice
	nitrocellulosa	forma-urea-. aldeidico	poliestere
Resistenza ai solventi			Molto bene
Resistenza ai graffi
Resistenza all'inquinamento	Eccellente	Eccellente	Molto bene
Stabilità del colore.	Eccellente	Molto bene
Resistenza all'umidità.	Molto bene	Eccellente	Molto bene
Trasparenza	Molto bene	Eccellente	Molto bene
		Grande	Molto bene
Resistenza chimica	Eccellente		Molto bene
Resistenza al fuoco			Eccellente
Resistenza al calore
Spessore del rivestimento applicato in un'unica passata, mm
Costo di 1 m di rivestimento in uno strato, centesimi

Come già notato, a volte nella produzione di mobili non si sforzano di ottenere la caratteristica di elevata lucentezza dei rivestimenti in poliestere.

La lavorazione delle vernici poliestere è difficile a causa della necessità di utilizzare sistemi bicomponenti, nonché per l'inibizione del loro processo di indurimento da parte dell'ossigeno atmosferico. L'ultimo inconveniente è stato oggi superato grazie allo sviluppo di tecniche particolari.

È noto che lo strato superficiale di un rivestimento prodotto in presenza di aria da una resina poliestere di tipo convenzionale rimane non polimerizzato per lungo tempo. Se la pellicola viene indurita non all'aria ma, ad esempio, in un'atmosfera di azoto, il processo non viene inibito dall'ossigeno atmosferico e il rivestimento è completamente indurito.

Nella produzione di laminati o getti, l'inibizione dell'ossigeno non gioca un ruolo significativo, poiché la superficie a contatto con l'aria è relativamente piccola rispetto al volume del prodotto. Tipicamente, la polimerizzazione è accompagnata da un significativo rilascio di calore, che contribuisce alla formazione di ulteriori radicali liberi.

L'essiccazione delle resine poliestere in film (quando il rapporto superficie-volume è molto elevato) avviene praticamente senza aumentare la temperatura nella massa, poiché il calore di reazione in questo caso viene dissipato rapidamente e la formazione di radicali liberi dovuta al riscaldamento non avviene non verificarsi.

I radicali liberi formati a seguito della decomposizione di perossidi o idroperossidi avviano la reazione di copolimerizzazione di fumarati o maleati con un monomero, come lo stirene. I radicali liberi reagiscono con i gruppi stirene e fumarato (o maleato) del poliestere e si formano secondo i seguenti schemi:

In presenza di ossigeno interagiscono preferenzialmente i radicali derivanti dalla decomposizione dei perossidi

Questa reazione avviene in modo estremamente rapido®. Pertanto, nello strato superficiale delle soluzioni di poliesteri insaturi nello stirene, la concentrazione di radicali liberi attivi in ​​presenza di aria diminuisce rapidamente, il che rallenta notevolmente l'inizio della copolimerizzazione.

È stato dimostrato che durante la polimerizzazione dello stirene a 50°C la reattività dei radicali liberi formati dai perossidi nelle reazioni con l'ossigeno è 1-20 milioni di volte maggiore rispetto alle reazioni con lo stirene.

Forse il passo più importante nello sviluppo delle vernici poliestere è stata l'invenzione di modi per eliminare l'effetto inibitorio dell'ossigeno sul processo di indurimento modificando chimicamente i poliesteri. Attualmente sono noti i seguenti metodi per la produzione di vernici poliestere, la cui essiccazione non è soggetta all'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico:

a) modifica dei reagenti acidi utilizzati nella sintesi dei poliesteri;.

b) modifica dei reagenti alcolici;.

c) modifica degli agenti reticolanti (monomeri);

d) introduzione di polimeri capaci di interagire con le resine poliestere;

e) uso di oli essiccanti;

f) l'uso di poliesteri ad alto punto di rammollimento;.

g) introdurre cere o altri additivi galleggianti nelle resine;

h) protezione della superficie del rivestimento con film di poliestere;.

i) essiccazione a caldo.

Modifica dei reagenti acidi.

Recentemente è stata organizzata la produzione industriale di vernici poliestere a base di anidride tetraidroftalica. Queste vernici formano pellicole antiaderenti che asciugano bene all'aria e presentano durezza, rigidità e ottima brillantezza. Nella tabella 123 mostra formulazioni e proprietà tipiche di poliesteri sintetizzati utilizzando anidride tetraidroftalica.

TAVOLA 123.

Formulazioni di poliesteri modificati con anidride tetraidroftalica e proprietà delle resine a base di essi

Reagenti di partenza	Composizione, mole
Anidride tetraidroftalica.... ......
Acido fumarico....
Anidride maleica. .
Glicole dietilenico.....
1,2-glicole propilenico. . .
Glicole dipropilenico....
Poliglicole E-200....

Proprietà delle resine

Numero di acidità, mg KOH/g.......
Grado di esterificazione, %
Viscosità Gardner a 20° C...........
Cromaticità di Gardner. .
Densità a 25°C, g
Resistenza ai graffi, g

Sono state preparate pellicole da resine poliestere di questo tipo, nella cui formulazione sono stati introdotti glicerina, tris-(2-carbossietil)-isocianurato o una certa quantità di acido malico. Nella tabella La Figura 124 mostra l'effetto dei reagenti elencati (modificanti) sulla durezza delle pellicole realizzate a 25 ° C e al 50% di umidità relativa in presenza dell'1,5% (in peso) di una soluzione al 60% di perossido di metiletilchetone e allo 0,021% cobalto introdotto nella composizione del naftenato cobalto

TABELLA 124.

Durezza Sward-Roker di film a base di tetraidroftalati sintetizzati con vari additivi

Dai dati in tabella. 124 ne consegue che la durezza dei rivestimenti a base di poliesteri contenenti unità di tris-(2-carbossietil)-isocianurato è maggiore rispetto a quando si utilizzano resine degli altri due tipi.

È ovvio che tutti questi modificatori aumentano l'attività del poliestere nelle reazioni di formazione della rete tridimensionale. Esistono informazioni in letteratura secondo cui l'uso del glicerolo nella sintesi dei tetraidroftalati è molto promettente.

I rivestimenti in acciaio ottenuti dalle tre resine nominate sono molto elastici; Quando si utilizzano poliesteri modificati con glicerolo e tris-(2-carb-ossietil)-isocianurato, la flessibilità dei rivestimenti su alluminio è insufficiente, mentre i rivestimenti realizzati con una terza formulazione di resina sono caratterizzati da una buona elasticità. I film realizzati con esso sono anche superiori agli altri in termini di resistenza agli urti.

Si è scoperto che la modifica del rapporto tra poliestere e stirene o la quantità e la composizione dell'iniziatore e dell'acceleratore non ha un effetto significativo sulle proprietà dei rivestimenti.

Al contrario, si osservano differenze significative nelle proprietà dei rivestimenti quando nella formulazione viene sostituito il poliestere.

glicole dietilenico, 1,2-propilenglicole o dipropilenglicole (vedere Tabella 123). Anche la variazione del rapporto tra acido fumarico e tetraidroftalico ha una grande influenza. Pertanto, la resistenza ai graffi delle pellicole aumenta all'aumentare di questo rapporto e diminuisce con l'introduzione di propilene e dipropilenglicole nella composizione del poliestere originale.

Poiché la reattività dell'anidride tetraidroftalica nelle reazioni con il glicole è superiore a quella dell'anidride ftalica, il processo di policondensazione può essere effettuato a temperature più basse. I film realizzati con poliesteri modificati con anidride tetraidroftalica sono più duri e lucenti dei film a base di ftalati.

Come già accennato, la letteratura brevettuale fornisce dati sulla modifica delle proprietà dei tetraidroftalati introducendo nella formulazione glicerolo poliestere, acido malico o tris-(2-carbossietil)-isocianurato (Tabella 125).

TAVOLA 125.

Ricette di tetraidroftalati con aggiunta di modificatori e proprietà delle resine a base di essi

Reagenti di partenza	Composizione, mole
Anidride tetraidroftalica
Acido fumarico
Glicole dietilenico
G licerina
Acido di mela
Tris-(2-carbossietil)-isocianurato
Proprietà
Numero di acidità, mg KOH/g
Grado di esterificazione, %
Viscosità Gardner-Holt a 25°C
Densità a 25° C, gr
Cromaticità di Gardner
Massima compatibilità con stirene, %

In tutte e tre le ricette fornite. tabella, il rapporto molare tra anidride tetraidroftalica e acido fumarico era 1:1. I modificatori di acidità sono stati introdotti in una quantità corrispondente a 0,5 g-equiv di gruppi carbossilici e il rapporto complessivo tra gruppi carbossilici e idrossilici era 1: 1,05. Dai poliesteri sintetizzati sono state preparate soluzioni al 50% in stirene e sono stati ottenuti film in presenza di una soluzione all'1,5% (60%) di metil etil chetone perossido e 0,021% di cobalto, introdotto sotto forma di cobalto-naftenato.

Tutte queste pellicole hanno superato il test di resistenza ai graffi per 30 giorni. In tutti i casi, la resistenza ai graffi delle pellicole è aumentata nel tempo. Anche il trattamento termico a 50°C ha avuto un effetto positivo; Allo stesso tempo è stata ottenuta un'elevata durabilità dei rivestimenti.

Riso. 42. L'influenza del rapporto dei reagenti acidi nella formulazione del poliestere sulla resistenza ai graffi delle pellicole realizzate con resine indurite. I numeri sulle curve indicano il contenuto di stirene nelle soluzioni iniziali.

Si è riscontrato che la resistenza ai graffi dei rivestimenti aumenta con l'aumentare della densità di reticolazione della resina (Fig. 42). Come si può vedere dalla figura, entro i limiti studiati, i prodotti vulcanizzati basati su soluzioni stirene più concentrate hanno una migliore durabilità.

L'appiccicosità dei rivestimenti realizzati con poliesteri con un elevato grado di insaturazione (alto contenuto di acido fumarico) scompare più velocemente rispetto a quando si utilizzano prodotti con un basso grado di insaturazione, sebbene i poliesteri modificati con anidride tetraidroftalica in tutti i casi siano caratterizzati dalla formazione di residui non appiccicosi film.

Va notato che tali rivestimenti non hanno sempre una durezza e una resistenza ai graffi soddisfacenti (Tabella 126). Pertanto, i film prodotti utilizzando polieteri del glicole dietilenico sono caratterizzati da una migliore durezza e resistenza ai graffi rispetto ai rivestimenti a base di polieteri del glicole dietilenico. La sostituzione del glicole dietilenico con 1,3-butilene-, 1,4-butilene- e neo-pentil glicole, 2-metil-2-etil-1,3-pentandiolo o bisfenolo A idrogenato elimina l'adesività superficiale ma riduce la resistenza ai graffi dei film.

TAVOLA 126.

Proprietà superficiali di rivestimenti a base di resine poliestere modificate con anidride tetraidroftalica

Come già notato, la resistenza al graffio dei film ottenuti da soluzioni di tetraidroftalato aumenta con il tempo e diventa costante solo 12-16 giorni dopo la loro applicazione. I valori massimi di durezza Svard-Roker vengono solitamente raggiunti una settimana dopo l'applicazione della pellicola.

I rivestimenti a base di tetraidroftalato sono superiori in termini di resistenza ai graffi e agli urti rispetto ai rivestimenti realizzati con resine poliestere di tipo industriale che non contengono additivi cerosi. Tuttavia, sono inferiori a loro in termini di durezza.

Modifica dei reagenti alcolici.

Nelle prime fasi della ricerca, per ottenere vernici cosiddette “non inibite”, è stato proposto di utilizzare particolari tipi di dioli, ad esempio l'endo-metilenecicloesil-bis-metandiolo (un prodotto della reazione Diels-Alder) o 4,4-(diossidicicloesil)-alcani. Questi composti sono stati utilizzati per sostituire parzialmente o completamente i glicoli convenzionali. Poiché i rivestimenti basati su tali poliesteri si sono rivelati insufficientemente duri e resistenti ai graffi e all'azione dei solventi.

Tuttavia, non hanno trovato applicazione industriale. Molto più tardi, in Germania e negli Stati Uniti, è stato contemporaneamente stabilito che l'introduzione di residui di eteri p-insaturi nei poliesteri porta ad una notevole diminuzione dell'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico sul processo di indurimento delle resine poliestere.

La conseguenza di questa scoperta fu l'utilizzo per questo scopo di una serie di p,y-alchenil eteri di alcoli mono- o polivalenti. Si è trovato che sostituendo parzialmente (nelle formulazioni poliestere) i glicoli convenzionali con α-allil glicerol etere, si formano prodotti dai quali si possono ottenere rivestimenti duri e resistenti ai graffi.

La presenza di un gruppo allile nel poliestere non impedisce di per sé l'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico sul processo di polimerizzazione. Per rendere i poliesteri non inibitori, il gruppo allilico deve essere legato a un atomo di ossigeno, formando un legame etereo.

I residui di eteri di alcol benzilico hanno un effetto simile. Questa analogia è chiara se consideriamo la struttura di questi composti:

Si scoprì presto che anche l'indurimento dei poliesteri sintetizzati da polialchilenglicoli non veniva inibito dall'ossigeno atmosferico. I rivestimenti a base di poliesteri di questo tipo (come reagente insaturo veniva utilizzato l'acido fumarico) si distinguevano per resistenza, elasticità e resistenza ai graffi.

Pertanto la presenza di un gruppo etereo nelle molecole del poliestere determina la produzione di vernici “non inibite”. Nel 1962 fu pubblicato un rapporto sui poliesteri sintetizzati utilizzando trimetilolpropano diallil etere. Il poliestere è stato ottenuto mediante condensazione del 214 incluso diallil etere di trimetilolpropano con il 74 parti di anidride ftalica fino a quando il numero di acidità è 24. Il prodotto, viscoso a temperatura ambiente, è stato sciolto in xilene, dopodiché alla soluzione è stato aggiunto lo 0,03% di essiccante di cobalto. Quindi la capacità della soluzione di asciugarsi è stata testata utilizzando il dispositivo V.K. Drying Recorder (spessore dello strato di vernice - 0,038 mm). I risultati dei test sono riportati nella tabella. 127.

TAVOLA 127

I film ottenuti con il metodo sopra descritto sono caratterizzati da buona resistenza al calore e alle radiazioni ultraviolette, resistenza all'olio di paraffina e buone proprietà di isolamento elettrico. In assenza di un essiccatore al cobalto, tali film non si asciugano a lungo.

Recentemente è stato ottenuto un brevetto per un metodo per la produzione di poliesteri essiccanti all'aria a base di alcoli alifatici contenenti 2-7 gruppi eterei nella catena. Come reagenti alcolici vengono utilizzati trietilene, tetraetilene-pentaetilene, esaetilene e pentabutilene glicole. Viene inoltre descritto l'uso di prodotti di addizione di ossidi di etilene o propilene ai suddetti glicoli (il rapporto molare ossido: glicole varia da 2: 1 a 5:1).

mescolare il 100% ore della soluzione risultante con 4 wt. compreso il 50% di pasta di perossido di cicloesanone e il 4% in peso. inclusa una soluzione al 10% di naftenato di cobalto e colare la pellicola. L'indurimento del film inizia dopo 8 minuti ed è accompagnato da un forte effetto esotermico.

I rivestimenti sottili polimerizzano completamente in 6 ore e possono essere lucidati con successo 8 ore dopo l'applicazione della vernice. I film risultanti sono elastici e resistenti ai graffi. Se tale vernice viene applicata al legno e una palla viene lasciata cadere sul rivestimento risultante da un'altezza di 1,5 m, sulla superficie appare un'ammaccatura, ma non si formano crepe.

L'uso degli eteri allilici è stato menzionato sopra.

L'introduzione dei residui di etere di alcol allilico nella catena laterale dei reagenti alcolici viene effettuata utilizzando il metodo Williamson. I composti più accessibili di questo gruppo sono gli eteri allilici parziali degli alcoli polivalenti. Una delle caratteristiche più importanti dei poliesteri ottenuti utilizzando questi esteri è il contenuto di gruppi allilici laterali. Jenkins, Mott e Wicker hanno espresso la "funzionalità" di tali poliesteri come il numero medio di gruppi allilici per molecola.

La relazione tra "funzionalità allilica" e peso molecolare dei poliesteri di anidride maleica, glicole propilenico e glicerolo monoallil etere è mostrata di seguito:

Per ottenere vernici che asciugano. aria, è necessario introdurre nella composizione poliestere una certa quantità di residui di etere allilico, che viene determinata sperimentalmente. La presenza di questi residui sulla catena laterale del poliestere fa sì che possa avvenire la gelificazione durante il processo di policondensazione prima che venga raggiunto il peso molecolare ottimale del prodotto. La relazione tra il contenuto di gruppi allilici e il peso molecolare al quale avviene la gelificazione è mostrata in Tabella. 128 utilizzando l'esempio di un poliestere sintetizzato da glicole propilenico, etere monoallilico del glicerolo e quantità equimolecolari di anidridi maleica e ftalica.

TAVOLA 128

		Peso molecolare massimo del poliestere ottenibile senza gelificazione	"Funzionalità allilica" del poliestere

Il peso molecolare massimo raggiungibile non può. essere aumentato riducendo il contenuto di anidride maleica nella formulazione del poliestere.

Le proprietà dei film realizzati con resine contenenti stirene migliorano con l'aumentare del contenuto di residui di etere allilico nel poliestere originale. Quindi, quando si sostituiscono 80 mol. % di glicole propilenico con gliceride monoallil etere produce poliesteri che formano pellicole forti e tenaci resistenti ai solventi e ai graffi delle unghie. Se nella formulazione del poliestere solo il 30% del glicole propilenico viene sostituito con glicerolo allil etere, la superficie del rivestimento si graffia facilmente con carta vetrata.

È stato accertato che per ottenere rivestimenti con buona brillantezza dopo lucidatura è necessario utilizzare poliesteri contenenti circa 0,15 moli di etere allilico per 100 g di poliestere; Per ottenere un'elevata resistenza ai graffi dei rivestimenti, vengono utilizzati poliesteri contenenti almeno 0,33 moli dello stesso componente.

Allo stesso modo, quando si utilizza il glicerolo diallil etere come agente che provoca l'interruzione della catena di policondensazione, si formano pellicole ben lucidate quando 0,3 moli di questo composto vengono aggiunte alla composizione di poliestere (per 100 g di poliestere).

I rivestimenti antigraffio sono realizzati con poliesteri contenenti 1,45 g-mol di residui di diallil etere.

Uno dei principali ostacoli all'uso degli eteri p,y-insaturi è la relativa complessità della sintesi dei poliesteri basati su di essi. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le unità insature della catena principale e di quelle laterali tendono a copolimerizzare. Inoltre, durante la policondensazione di acidi a, p-insaturi con diodi p, y-insaturi, il gruppo etereo può essere facilmente distrutto da acidi forti. Per prevenire questa reazione collaterale indesiderata, è necessario adottare precauzioni speciali.

Recentemente, la letteratura brevettuale ha riportato l'uso combinato di un poliestere convenzionale e di un poliestere a base di un acido insaturo, un diolo saturo e un diolo insaturo contenente residui di etere p,y-insaturo:

Un esempio di tali alcoli eterei p, y-insaturi sono gli eteri diallilici mono-w di trimetiloletano, butantriolo, esantriolo e pentaeritritolo. Si fa anche menzione dell'uso di acidi dicarbossilici contenenti gruppi allilici, ad esempio a-allilossisuccinico e a, p-diallilossisuccinico. Poliesteri di due tipi, ciascuno dei quali contiene gruppi insaturi di un solo tipo, sono poco inclini all'omopolimerizzazione, vengono miscelati a temperatura ambiente e si ottiene così una resina la cui polimerizzazione non inibisce l'ossigeno atmosferico.

Una delle caratteristiche più importanti dei monomeri solventi utilizzati nelle composizioni di pitture e vernici è la loro pressione di vapore. Da questo punto di vista, l'uso dello stirene è indesiderabile, poiché una quantità significativa di stirene evapora dai materiali sottili.

pellicole, soprattutto con tempi di asciugatura lunghi. Per la produzione di vernici poliestere è consigliabile utilizzare monomeri poco volatili capaci di copolimerizzazione attiva con maleati e fumarati in presenza di ossigeno atmosferico. Di grande importanza è anche la capacità dei monomeri di mescolarsi con i poliesteri per formare soluzioni a bassa viscosità.

Gli eteri poliallilici soddisfano questi requisiti: si combinano bene con i poliesteri per formare composizioni a bassa viscosità che non hanno appiccicosità superficiale una volta polimerizzate. Tali monomeri entrano facilmente in copolimerizzazione con i poliesteri e in queste condizioni non formano omopolimeri. Di seguito sono riportati i dati relativi alle temperature che si sviluppano nella massa delle resine poliestere durante il loro processo di polimerizzazione:

I composti con gruppi allilossi copolimerizzano facilmente con i fumarati. Pertanto, il p-allilossiacetato forma copolimeri con dietilfumarato in vari rapporti di reagenti.

È interessante notare che l'acetato di p-allile etile non copolimerizza con lo stirene e quando questo estere viene introdotto in resine poliestere contenenti stirene, probabilmente reagisce solo con i gruppi fumarato del poliestere.

Gli eteri poliallilici possono essere preparati da derivati ​​della melammina o mediante esterificazione degli eteri allilici del glicerolo con anidride ftalica. Sebbene tali monomeri copolimerizzino bene con i fumarati, in molti casi il loro utilizzo è complicato dal fatto che formano miscele altamente viscose con i poliesteri.

All'aumentare del contenuto di gruppi allilici, migliora la capacità delle resine di formare rivestimenti antiaderenti. Proprietà dei film ottenuti durante la polimerizzazione.

in tabella sono riportate le composizioni costituite da tre parti di poliestere e due parti di monomeri poliallilici di vario tipo. 129.

TABELLA 129.

	lità. monomero	Quantità. allilico. mol/100 2 resine	Resistenza a graffiare tra 18 ore	Tempo fino a.	Viscosità. monomero.
Glicerolo diallil etere....
Glicerolo acetato diallil etere
Tetraallil etere bis-glicerinace-tata.......
Estere ottallilico dell'estere tetraglicerolico dell'acido piromellitico.......

Jenkins, Mott e Wicker hanno studiato l'effetto della quantità di tetraallil etere bis-glicerolo adipato sulle proprietà dei rivestimenti in poliestere (Tabella 130).

Gli autori hanno dimostrato che la composizione deve contenere almeno il 40% di monomero per ottenere rivestimenti duri resistenti ai graffi. Questa quantità corrisponde a 0,35 g-equiv di gruppi allilici per 100 g di soluzione ed è vicina al contenuto ottimale di gruppi allilici laterali nella catena del poliestere (vedere sezione precedente).

Di grande importanza pratica è il fatto che qualsiasi poliestere insaturo può essere reso “non inibito” aggiungendo l'apposito monomero.

In effetti, è molto più semplice iniettare nella resina. i monomeri sono eteri dell'alcool allilico, che modificano le catene del poliestere. Esistono informazioni su una diminuzione dell'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico quando monomeri aromatici contenenti almeno due radicali isopropilici, ad esempio diisopropenilbenzene, vengono aggiunti alle resine poliestere. Tuttavia, tali composti da soli non sono sufficientemente efficaci da consentire alla vernice di asciugarsi all'aria per ottenere una finitura di alta qualità. Va inoltre notato che quando si utilizzano resine contenenti stirene, il rapporto tra poliestere e stirene può essere alterato, in particolare a causa dell'evaporazione dello stirene, che riduce la profondità di indurimento della resina. A questo proposito, è necessario tenere conto delle perdite dovute all'evaporazione, alla penetrazione nel substrato o alla spruzzatura e introdurre stirene in eccesso nella composizione della vernice (5-10%). Inoltre, quando si utilizza lo stirene come monomero solvente, è necessario utilizzare poliesteri ad alto peso molecolare.

Integratori biologici

Si è scoperto che la cera di paraffina può essere utilizzata per rimuovere l'appiccicosità superficiale dei rivestimenti poliestere. È solubile nella resina originale, ma durante il processo di indurimento si libera quasi completamente da essa, formando una pellicola protettiva sulla superficie del rivestimento che impedisce l'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico. Questo metodo per ottenere rivestimenti antiaderenti è stato utilizzato con successo nella produzione di resine e vernici poliestere. Sono noti anche altri additivi “galleggianti”, come gli stearati, che però non sono utilizzati così diffusamente come la paraffina.

Tipicamente, gli additivi simili alla cera vengono introdotti in una quantità compresa tra lo 0,01 e lo 0,1% in peso. Dopo l'essiccazione del rivestimento (3-5 ore dalla sua applicazione), il film di paraffina viene rimosso mediante molatura con materiali abrasivi. La successiva lucidatura del rivestimento di fondo dà come risultato una superficie a specchio. La levigatura è un processo piuttosto difficile, poiché gli additivi simili alla cera intasano la carta abrasiva.

La necessità di operazioni aggiuntive - levigatura e lucidatura - è un serio ostacolo che complica l'uso delle vernici poliestere. Tuttavia, non è ancora possibile ottenere rivestimenti lucidi da resine contenenti additivi simili alla cera senza ulteriore lavorazione. Va inoltre notato che gli additivi flottanti minimizzano la perdita di stirene per evaporazione.

Uno degli svantaggi delle vernici poliestere di questo tipo è il deterioramento dell'adesione dei film basati su di essi al substrato a causa della migrazione di cera o paraffina al suo interno.

Lo strato superficiale dei rivestimenti diventa torbido man mano che la paraffina galleggia; Dopo la molatura e la lucidatura, questo processo può continuare, soprattutto sotto l'influenza del calore o delle radiazioni ultraviolette.

Una diminuzione dell'adesione può essere evitata applicando prima una vernice che non contenga additivi cerosi e, dopo qualche tempo, una soluzione di paraffina. In questo caso la paraffina si trova solo sulla superficie del rivestimento.

L'introduzione di piccole quantità di acetobutirrato di cellulosa conferisce alle vernici la capacità di formare pellicole antiaderenti durante l'essiccazione all'aria e presenta una serie di ulteriori vantaggi:

a) impedisce il deflusso dalle superfici verticali;.

b) accelera la gelificazione;.

c) previene la formazione di carie e irregolarità;.

d) aumenta la durezza superficiale;.

e) aumenta la resistenza al calore del rivestimento.

Per preparare vernici non inibite, al poliestere viene aggiunto acetobutirrato di cellulosa a basso peso molecolare a 150°C e, dopo la sua completa dissoluzione, viene aggiunto un monomero solvente. Se il poliestere viene prima sciolto nel monomero, nella soluzione viene introdotto l'acetobutirrato a circa 95 ° C; in questo caso è possibile la perdita di monomero (1-2%) per evaporazione. L'acetobutirrato di cellulosa non solo migliora la qualità di vernici e rivestimenti, ma è anche un addensante e un regolatore della viscosità delle vernici. Per prevenire efficacemente l'effetto inibitorio dell'ossigeno, a volte viene applicato uno strato di vernice a base di butirrato e resina urea-formaldeide su uno strato di resina poliestere non polimerizzato appena applicato. Ottenendo un tale rivestimento superficiale immediatamente dopo l'applicazione della resina poliestere, è possibile evitare l'indurimento incompleto dello strato superficiale della resina.

Un metodo per evitare la gelificazione consiste nel far reagire il poliestere carbossi-terminato con una resina alchidica parzialmente epossidata a base di acidi oleosi essiccanti. Questi composti reagiscono a temperature relativamente basse, il che impedisce il verificarsi della reazione Diels-Alder.

I poliesteri essiccanti all'aria vengono anche preparati facendo reagire un digliceride, un poliestere con terminazione idrossilica e un diisocianato.

Tuttavia, tali prodotti non sono ampiamente utilizzati, il che può essere spiegato dalle gravi difficoltà incontrate durante la loro produzione. Per conferire ai poliesteri la capacità di asciugarsi all'aria, è necessario introdurre nella loro composizione una quantità significativa di composti a base di acidi degli oli essiccanti. Inoltre, alcuni di questi prodotti non copolimerizzano bene con unità di stirene o maleato e causano lo scolorimento della pellicola con l'invecchiamento.

Un altro metodo per ottenere rivestimenti non appiccicosi è l'uso di poliesteri che, anche allo stato non polimerizzato, sono così rigidi che i film basati su di essi possono essere lucidati senza intasare il materiale lucidante.

Tipicamente, la durezza dei poliesteri e il loro punto di rammollimento sono correlati. Poliesteri con punto di rammollimento superiore a 90° C sono adatti per la realizzazione di rivestimenti antiaderenti. 6 mostra che la temperatura di rammollimento può essere aumentata in diversi modi. Ad esempio, quando si utilizzano dioli ciclici, come il cicloesandiolo, è possibile ottenere poliesteri con durezza e punto di rammollimento aumentati. Un effetto simile su queste proprietà è esercitato dall'introduzione di gruppi polari nella catena del poliestere.

Pertanto, utilizzando componenti appropriati o introducendo gruppi specifici nei poliesteri, la loro temperatura di rammollimento può essere aumentata in modo significativo.

Glicole propilenico f--j-bisfenolo idrogenato A*. . . .

o-ftalico f-maleico

Un effetto simile sulle proprietà dei poliesteri è esercitato dall'introduzione di gruppi ammidici sostituendo parzialmente i glicoli utilizzati nella sintesi con etanolammina o etilendiammina.

Questo effetto è stato osservato, ad esempio, nel caso di sostituzione di più o meno glicole propilenico con ammine durante la sintesi del polipropilene glicole maleinato isoftalato (il rapporto molare dei reagenti acidi è 1: 1).

Confrontando l'effetto delle quantità equimolecolari di monoetanolammina ed etilendiammina sulla temperatura di rammollimento dei poliesteri, possiamo concludere che l'etilendiammina è più efficace (Tabella 132).

Di solito, ottenere poliesteri insaturi con un alto punto di rammollimento non è particolarmente difficile, ma le vernici basate su di essi presentano numerosi svantaggi significativi. Pertanto, i rivestimenti induriti, sebbene duri, sono fragili e sensibili ai solventi. Con l'alternanza di raffreddamento e riscaldamento, le pellicole tendono a rompersi. Questi svantaggi sono principalmente legati alle perdite.

Metodi più moderni per prevenire l'effetto inibitorio dell'ossigeno atmosferico, descritti nei paragrafi precedenti, consentono di ottenere rivestimenti di alta qualità senza aumentare significativamente il costo dei materiali.

Protezione superficiale mediante pellicole polimeriche.

Questo metodo consiste nel proteggere la superficie della vernice con una pellicola di cellophane o terilene e prevenire così l'effetto inibitore dell'ossigeno sulla polimerizzazione delle resine poliestere. Inoltre, quando si utilizzano pellicole, non si verifica alcuna perdita apprezzabile di stirene dovuta all'evaporazione. Questo metodo di protezione superficiale viene utilizzato anche nella produzione di alcuni tipi di laminati e durante la polimerizzazione dello strato esterno di fibra di vetro. Questo metodo non presenta interesse pratico per ottenere altri tipi di rivestimenti.

Stagionatura "a caldo".

I rivestimenti in poliestere solido vengono prodotti polimerizzando le resine a temperature di circa 100°C o superiori. Non è necessario utilizzare additivi specifici o particolari tipologie di poliesteri. Durante il processo di indurimento ad alte temperature sono possibili perdite significative di stirene, che influiscono negativamente sulla qualità della superficie del rivestimento. A questo proposito è consigliabile utilizzare resine contenenti monomeri altobollenti.

È stato riportato che alcune vernici poliestere cotte producono rivestimenti paragonabili in durezza ai rivestimenti in resina alchidica melaminica. Tali vernici vengono polimerizzate mediante riscaldamento a infrarossi a 100° C per 5 minuti. Ciò si traduce in rivestimenti lucidi che non richiedono lucidatura speciale.

COPOLIMERIZZAZIONE DI SISTEMI BICOMPONENTI.

Questa sezione discute i modelli di copolimerizzazione che si verificano con la partecipazione dei radicali liberi. I radicali liberi possono essere generati in vari modi, inclusa la decomposizione termica o fotochimica di composti come i composti organici.

Come hanno dimostrato i test sui copolimeri con stirene di poliesteri insaturi misti di glicoli a basso peso molecolare (glicole etilenico, Di- e trietilenglicole) e polietilenglicole di peso molecolare 17N0, la resistenza alla trazione diminuisce con l'aumento del contenuto di polietilenglicole nella composizione di poliestere a causa di una diminuzione della densità dei legami incrociati. Allo stesso tempo, l'elasticità dei copolimeri aumenta notevolmente e, avendo raggiunto il massimo, inizia a diminuire a causa dell'aumento dell'interazione intermolecolare delle unità poliestere. Quando si utilizza polietilenglicole con un peso molecolare di 600, la dipendenza dell'allungamento relativo del polimero dalla composizione del poliestere originale è monotona [L-N. Sedov, P. 3. Li, N. F. Pugachevskaya, Plast, masse, n. 11 , 11 (Sbb); Relazione alla 2a Conferenza Internazionale su Fibra di Vetro e Resine da Colata, Berlino, 1967]. - Circa. ed.

Le resine epossidiche e poliestere sono termoindurenti; a causa di questa qualità, non sono in grado di tornare allo stato liquido dopo l'indurimento. Entrambe le composizioni sono realizzate in forma liquida, ma possono avere proprietà diverse.

Cos'è la resina epossidica?

La resina di tipo epossidico è di origine sintetica, non viene utilizzata nella sua forma pura, per l'indurimento viene aggiunto un agente speciale, ovvero un indurente.

Quando la resina epossidica viene combinata con un indurente, si ottengono prodotti resistenti e duri. La resina epossidica è resistente agli elementi aggressivi; possono dissolversi se esposti all'acetone. I prodotti in resina epossidica polimerizzata si distinguono per il fatto che non emettono elementi tossici e il ritiro è minimo.

I vantaggi della resina epossidica sono il basso ritiro, la resistenza all'umidità e all'usura e una maggiore resistenza. La resina indurisce a temperature da -10 a +200 gradi.

La resina epossidica può essere polimerizzata a caldo o a freddo. Con il metodo a freddo, il materiale viene utilizzato in azienda agricola o in aziende dove non esiste la possibilità di trattamento termico. Il metodo a caldo viene utilizzato per produrre prodotti ad alta resistenza in grado di sopportare carichi pesanti.

Il tempo di lavorazione della resina epossidica dura fino a un'ora, da allora la composizione inizierà a indurirsi e diventerà inutilizzabile.

Applicazione della resina epossidica

La resina epossidica funge da materiale adesivo di alta qualità. È in grado di incollare legno, alluminio o acciaio e altre superfici che non presentano pori.

La resina epossidica viene utilizzata per impregnare la fibra di vetro; questo materiale viene utilizzato nella produzione automobilistica e aeronautica, nell'elettronica e nella produzione di fibra di vetro per l'edilizia. La resina epossidica può fungere da rivestimento impermeabilizzante per pavimenti o pareti con elevata umidità. I rivestimenti sono resistenti agli ambienti aggressivi, quindi il materiale può essere utilizzato per la finitura di pareti esterne.

Dopo l'indurimento si ottiene un prodotto durevole, duro e facilmente carteggiabile. Con questo materiale sono realizzati prodotti in fibra di vetro, utilizzati in ambito domestico, industriale e come decorazione di ambienti.

Cos'è la resina poliestere?

La base di questo tipo di resina è il poliestere; per indurire il materiale vengono utilizzati solventi, acceleranti o inibitori. La composizione della resina ha varie proprietà. Ciò dipende dall'ambiente in cui viene utilizzato il materiale. Le superfici congelate sono trattate con composti speciali che fungono da protezione dall'umidità e dalle radiazioni ultraviolette. Ciò aumenta la resistenza del rivestimento.

La resina poliestere ha proprietà fisiche e meccaniche basse rispetto al materiale epossidico ed è anche a basso costo, motivo per cui è molto richiesta.

La resina poliestere viene utilizzata nell'edilizia, nell'ingegneria meccanica e nell'industria chimica. Quando si combinano materiali in resina e vetro, il prodotto si indurisce e diventa durevole. Ciò consente al prodotto di essere utilizzato per la fabbricazione di prodotti in fibra di vetro, ovvero tettoie, tetti, box doccia e altri. Inoltre, la resina poliestere viene aggiunta alla composizione nella produzione di pietra artificiale.

La superficie trattata con resina poliestere necessita di un rivestimento aggiuntivo; per questo viene utilizzato uno speciale prodotto gelcoat. Il tipo di questo prodotto viene selezionato in base al rivestimento. Quando si utilizza la resina poliestere in ambienti interni, quando umidità e sostanze aggressive non raggiungono la superficie, si utilizzano gelcoat ortoftalici. In caso di umidità elevata, utilizzare agenti isoftelici-neopentilici o isoftalici. I rivestimenti in gel sono disponibili anche in una varietà di qualità e possono essere resistenti al fuoco o agli agenti chimici.

I principali vantaggi della resina poliestere

La resina poliestere, a differenza della resina epossidica, è considerata più richiesta. Ha anche una serie di qualità positive.

• Il materiale è duro e resistente agli agenti chimici.
• La resina ha proprietà dielettriche e resistenza all'usura.
• Il materiale quando utilizzato non emette elementi nocivi, quindi è sicuro per l'ambiente e la salute.

Se combinato con materiali di vetro, il prodotto ha una resistenza aumentata, superando anche l'acciaio. Per l'indurimento non sono richieste condizioni particolari; il processo avviene a temperature normali.

A differenza del materiale epossidico, la resina poliestere ha un costo basso, quindi i rivestimenti sono più economici. Nella resina di tipo poliestere la reazione di indurimento è già iniziata, quindi se il materiale è vecchio potrebbe avere un aspetto solido e non adatto alla lavorazione.

Lavorare con la resina poliestere è più semplice e il costo del materiale consente di risparmiare sui costi. Ma per ottenere una superficie più durevole o un incollaggio di alta qualità, viene utilizzato materiale epossidico.

Differenze tra resina poliestere e resina epossidica, quale è migliore?

Ogni materiale presenta numerosi vantaggi e la scelta dipende dallo scopo del prodotto utilizzato, ovvero dalle condizioni in cui verrà applicato; anche il tipo di superficie gioca un ruolo importante. La resina epossidica costa più della resina poliestere, ma è più durevole. La proprietà adesiva della resina epossidica supera qualsiasi materiale in termini di resistenza; questo prodotto collega in modo affidabile varie superfici. A differenza della resina poliestere, la composizione epossidica presenta un ritiro minore, ha elevate proprietà fisiche e meccaniche, minore permeabilità all'umidità ed è resistente all'usura.

Ma a differenza della composizione poliestere, la resina epossidica si indurisce più lentamente, il che porta a una produzione più lenta di vari prodotti, ad esempio la fibra di vetro. Inoltre, lavorare con la resina epossidica richiede esperienza o un'attenta manipolazione; l'ulteriore lavorazione del materiale è più difficile.

Durante la polimerizzazione esotermica, quando la temperatura aumenta, il materiale può perdere la sua viscosità, il che rende difficile la lavorazione. Fondamentalmente, la resina epossidica viene utilizzata sotto forma di colla, poiché ha elevate qualità adesive, a differenza del materiale poliestere. In altri casi, è meglio lavorare con la resina poliestere, ciò ridurrà significativamente i costi e semplificherà il lavoro. Quando si utilizza resina di tipo epossidico è necessario proteggere le mani con guanti e gli organi respiratori con un respiratore per evitare ustioni durante l'utilizzo degli indurenti.

Per lavorare con la resina poliestere non sono necessarie conoscenze o esperienze particolari; il materiale è facile da usare, non emette elementi tossici ed è economico. La resina poliestere può essere utilizzata per trattare varie superfici, ma il rivestimento richiede un trattamento aggiuntivo con un agente speciale. La resina poliestere non è adatta per incollare vari materiali, è meglio usare una miscela epossidica. Inoltre, per la fabbricazione di prodotti decorativi, è meglio utilizzare la resina epossidica, che ha elevate proprietà meccaniche ed è più durevole.

Per realizzare una composizione in resina poliestere è necessario molto meno catalizzatore, il che aiuta anche a risparmiare denaro. La composizione in poliestere si indurisce più velocemente del materiale epossidico, entro tre ore il prodotto finito ha elasticità o maggiore resistenza alla flessione. Lo svantaggio principale del materiale poliestere è la sua infiammabilità a causa del contenuto di stirene.

La resina poliestere non deve essere applicata sopra il materiale epossidico. Se il prodotto è realizzato o rattoppato con resina epossidica, è meglio utilizzarlo per futuri restauri. La resina poliestere, a differenza della resina epossidica, può restringersi in modo significativo; deve essere utilizzata per eseguire tutto il lavoro in una volta in due ore, altrimenti il ​​materiale si indurirà.

Come preparare adeguatamente la superficie per la lavorazione?

Affinché la resina aderisca bene, la superficie deve essere adeguatamente trattata; tali azioni vengono eseguite utilizzando composizioni epossidiche e poliestere.

Innanzitutto viene effettuato lo sgrassaggio, per questo vengono utilizzati vari solventi o composizioni detergenti. Non dovrebbero esserci macchie di grasso o altri contaminanti sulla superficie.

Successivamente viene eseguita la molatura, ovvero viene rimosso lo strato superiore; se l'area è piccola, viene utilizzata la carta vetrata. Per le grandi superfici vengono utilizzate rettificatrici speciali. Rimuovere la polvere dalla superficie utilizzando un aspirapolvere.

Durante la fabbricazione di prodotti in fibra di vetro o quando si riapplica il prodotto, lo strato precedente, che non ha avuto il tempo di indurirsi completamente e presenta una superficie appiccicosa, viene ricoperto di resina.

Risultati

È molto più semplice lavorare con la resina poliestere, questo materiale aiuta a risparmiare sui costi, poiché ha un costo contenuto, si indurisce rapidamente e non richiede lavorazioni complesse. La resina epossidica è caratterizzata da proprietà adesive e ad alta resistenza e viene utilizzata per la fusione di singoli prodotti. Quando lavori con esso, devi stare attento, l'ulteriore elaborazione è più difficile. Quando si lavora con tali composti, è necessario proteggere le mani e gli organi respiratori con mezzi speciali.

La moderna industria chimica produce molti tipi di resine utilizzate in vari settori e nella produzione di materiali compositi. Tra questa varietà, le resine termoindurenti epossidiche e poliestere vengono utilizzate più attivamente.

A differenza dei materiali termoplastici, non ritornano allo stato originale (liquido) sotto l'influenza del calore dopo la polimerizzazione. Entrambe le resine hanno una consistenza liquida e sciropposa, ma ciascuna ha una serie di proprietà specifiche.

Un composto oligomerico sintetico che non viene utilizzato nella sua forma pura, ma solo con un componente polimerizzante (), in combinazione con il quale la resina mostra le sue qualità uniche. Il rapporto tra resina epossidica e indurente ha ampi limiti.

Per questo motivo, le composizioni finali sono varie e utilizzate per scopi diversi. Questi sono sia resistenti che duri, ricordano la consistenza della gomma e sono materiali più resistenti dell'acciaio. La reazione di polimerizzazione è irreversibile. La resina polimerizzata non si scioglie né si dissolve.

Area di applicazione

I materiali epossidici hanno possibilità di utilizzo illimitate. Tradizionalmente vengono utilizzati come:

• impregnante per fibre di vetro, fibra di vetro, incollaggio di superfici varie;
• rivestimento impermeabilizzante di pareti e pavimenti, comprese piscine e scantinati;
• Rivestimenti chimicamente resistenti per la finitura interna ed esterna di edifici;
• prodotti che aumentano la resistenza e l'impermeabilità del legno, del cemento e di altri materiali;
• materie prime per forme di colata sottoposte a taglio e macinazione nella produzione di prodotti in fibra di vetro nell'industria elettronica, nell'edilizia, nella casa, nel lavoro di progettazione.

Vantaggi e svantaggi della resina epossidica

Le composizioni polimeriche bicomponenti, che includono un indurente e una resina epossidica, presentano molti vantaggi innegabili, tra cui:

• elevata resistenza dei giunti formati;
• grado minimo di ritiro;
• bassa sensibilità all'umidità;
• parametri fisici e meccanici migliorati;
• temperatura di polimerizzazione compresa tra -10 e +200 gradi Celsius.

Il numero illimitato di varianti dei composti creati e le molte caratteristiche positive non hanno reso le resine epossidiche più richieste delle resine poliestere. Ciò è dovuto allo svantaggio di questo polimero, come il costo. Ciò è particolarmente vero su scala industriale, quando la quantità di resina utilizzata per l'impregnazione è elevata.

Perché sono necessarie le resine epossidiche?

Questo composto bicomponente viene utilizzato abbastanza raramente come materiale da costruzione, ma ci sono situazioni in cui si è dimostrato il migliore. Oggi è quasi impossibile trovare una composizione adesiva migliore della resina epossidica.

Serve come eccellente rivestimento protettivo ed è consigliato per l'incollaggio di vari materiali. Questi includono una varietà di specie di legno, metalli come acciaio e alluminio e qualsiasi superficie non porosa. Con il suo aiuto, puoi migliorare le qualità prestazionali dei materiali tessili, ma non nei casi di lavoro con grandi volumi. Quest'ultimo è dovuto ai costi elevati.

Adesivo epossidico

Una speciale composizione epossidica con elevata adesione a molti materiali, disponibile sia rigida che elastica.

Se la colla è destinata ad essere utilizzata esclusivamente per le esigenze domestiche, è sufficiente acquistare una composizione che non richieda il rispetto di proporzioni rigorose. Tali "kit" sono venduti sotto forma di resina e indurente di tipo freddo. Molto spesso arrivano già nel rapporto richiesto, che può variare da 100:40 a 100:60.

L'uso di questo tipo di colla non si limita esclusivamente alle esigenze domestiche. La composizione viene utilizzata attivamente in un'ampia varietà di campi, inclusa anche la produzione di aeromobili. Le proporzioni e i tipi di indurenti sono diversi. Tutto dipende dallo scopo per cui viene utilizzata la colla.

Preparazione di resine e colle epossidiche

La miscelazione di resina e indurente durante la creazione di una soluzione adesiva in piccole quantità non richiede condizioni speciali. Sono accettabili sia un sovradosaggio che una mancanza di agente polimerizzante. La proporzione (standard) consigliata è 1:10. Se la resina viene preparata in grandi quantità, ad esempio, per essere versata in uno stampo per realizzare prodotti in fibra di vetro, sia la selezione che il lavoro con i componenti devono essere affrontati in modo responsabile e attento.

Quando si acquistano resina e indurente, è necessario chiarirne lo scopo. La resina, se è necessario preparare diversi chilogrammi della composizione, viene preriscaldata. Solo successivamente vengono aggiunti componenti polimerizzanti e plastificanti. La presenza di vapori nocivi emessi richiede l'uso di dispositivi di protezione individuale. La mancata osservanza delle norme di sicurezza può provocare ustioni e lo sviluppo di malattie respiratorie.

Tempo di utilizzo della resina epossidica

Questo parametro è molto importante quando si lavora con composti, poiché il periodo durante il quale rimangono viscosi o liquidi e sono adatti alla lavorazione ha i suoi limiti. Il “tempo di lavorazione” della composizione dipende da diversi fattori che devono essere presi in considerazione durante la preparazione del composto.

La polimerizzazione di alcuni composti avviene a una temperatura di -10, altri - superiore a +100 gradi. Di norma, puoi lavorare con la composizione da mezz'ora a un'ora. Se si indurisce, diventerà inutilizzabile. Pertanto, quando si preparano le composizioni, è necessario controllare chiaramente sia la quantità di indurente che la temperatura della resina.

È un prodotto dell'industria petrolchimica, il cui componente principale è il poliestere. Per la polimerizzazione (indurimento) vengono aggiunti componenti come solventi, iniziatori, inibitori e acceleratori. La composizione delle resine poliestere può essere modificata dal produttore a seconda dell'applicazione specifica.

Le superfici indurite sono rivestite con una sostanza speciale (gelcoat), che aumenta la forza e la resistenza del rivestimento alle radiazioni ultraviolette, all'umidità e all'acqua. Le proprietà fisiche e meccaniche delle resine poliestere sono significativamente inferiori rispetto alle resine epossidiche, ma a causa del loro basso costo sono le più apprezzate.

Ambito di utilizzo

La resina poliestere viene utilizzata attivamente in settori quali l'ingegneria meccanica, l'industria chimica e l'edilizia. La resina è particolarmente resistente se combinata con materiali di vetro nel settore edile.

La combinazione di questi due materiali consente di utilizzare questo tipo di resina nella produzione di fibra di vetro, dalla quale vengono realizzate tettoie, tetti, pareti divisorie, box doccia e altri prodotti simili ad alta resistenza e resistenza meccanica. Questo tipo di resina è uno dei componenti del processo di produzione della pietra artificiale, riducendo significativamente il costo dei prodotti finiti.

Rivestimenti in resina poliestere

I prodotti finiti in resina poliestere, date le loro proprietà fisico-meccaniche non elevatissime, necessitano di essere protetti con gelcoat. Il tipo di questa sostanza speciale dipende dall'applicazione del prodotto finale.

I prodotti che non sono esposti ad un ambiente chimico attivo o all'acqua e vengono utilizzati all'interno sono ricoperti con gelcoat ortoftalici e in condizioni di elevata umidità o climi difficili, ad esempio nella costruzione navale, piscine, bagni - isoftelico-neopentile e isoftalico. Esistono gelcoat per scopi speciali che possono essere resistenti al fuoco o avere una maggiore resistenza ai composti chimici.

Vantaggi del poliestere

Le resine poliestere, a differenza delle resine epossidiche, sono un materiale strutturale più popolare e, una volta indurito, presentano i seguenti vantaggi:

• durezza;
• resistenza agli ambienti chimici;
• proprietà dielettriche;
• resistenza all'usura;
• assenza di emissioni nocive durante il funzionamento.

In combinazione con i tessuti in fibra di vetro, hanno parametri simili, e talvolta anche superiori, rispetto all'acciaio strutturale. La tecnologia di produzione economica e semplice inerente a queste resine è dovuta al fatto che si induriscono a temperatura ambiente, ma allo stesso tempo si restringono leggermente.

Ciò elimina la necessità di ingombranti unità di trattamento termico. Considerando questo e il fatto che le resine poliestere costano la metà delle resine epossidiche, il costo del prodotto finale è basso. Tutto ciò rende vantaggioso sia per il produttore che per l'acquirente l'uso di resine a base poliestere.

Screpolatura

Gli svantaggi delle resine poliestere includono l'uso di un solvente infiammabile e tossico come lo stirene durante il processo di produzione. Molti produttori hanno smesso di usarlo, quindi quando acquisti la resina devi prestare attenzione alla composizione.

Un altro svantaggio della composizione è l'infiammabilità della resina. Nella sua forma non modificata, brucia come il legno duro. Per risolvere questo problema, i produttori introducono riempitivi in ​​polvere con fluoro e cloro o effettuano modifiche chimiche.

Sfumature a scelta

Le resine poliestere vengono fornite in una reazione di polimerizzazione “avviata”, cioè dopo un certo tempo passano allo stato solido. E se acquisti vecchia resina, non avrà le proprietà e le caratteristiche dichiarate. Molti produttori forniscono una garanzia di freschezza per i loro prodotti.

La durata di conservazione delle resine poliestere è di circa sei mesi. Se segui le regole di conservazione, ad esempio conserva la composizione in frigorifero senza congelarla, puoi utilizzare la resina durante tutto l'anno. Evitare l'esposizione alla luce solare diretta e a temperature ambiente superiori a +20 gradi.

Resine epossidiche e poliestere

Lavorare con le resine poliestere è molto più semplice che con le resine epossidiche e il loro costo è inferiore. Tuttavia, quando si sceglie un materiale per l'incollaggio affidabile di superfici o la fusione di prodotti decorativi, si consiglia di dare la preferenza ai composti epossidici.