Rășini poliester nesaturate: caracteristici și domeniu de aplicare. Rășini poliesterice - ce sunt acestea? Aplicație, caracteristici ale tehnologiei de producție

Rășinile poliesterice saturate pot avea diferite compoziții, cu greutate moleculară mare sau mică, liniare sau ramificate, solide sau lichide, elastice sau rigide, amorfe sau cristaline. Această variabilitate, combinată cu o bună rezistență la lumină, umiditate, temperatură, oxigen și multe alte substanțe, este motivul pentru care rășinile poliesterice saturate joacă un rol important ca agenți formatori de peliculă pentru acoperiri. În plus, rășinile poliesterice saturate sunt utilizate în diverse industrii, cum ar fi producția de fibră de sticlă, produse din plastic, poliuretani, piatră artificială etc.

Proprietăți și caracteristici tehnice ale NPS
Rășinile poliesterice sintetice sunt polimeri sintetici. Ei și-au primit numele din punct de vedere istoric datorită faptului că polimerii sintetizați inițial erau similari ca structură și proprietăți cu rășinile naturale, cum ar fi șelac, colofoniu etc. Substanțele care sunt numite în mod colectiv „rășini” au o structură amorfă și constau din molecule înrudite de dimensiuni inegale și structuri diferite (omologi și izomeri). Rășinile sunt dielectrice bune. Ele sunt caracterizate de obicei prin absența unui anumit punct de topire (tranziție treptată de la solid la lichid), nevolatilitate, solubilitate în solvenți organici, insolubilitate în apă și capacitatea de a forma pelicule la evaporarea solventului.
Studiul poliesterilor saturați a început în 1901 cu prepararea „rășinii gliftale”, constând din glicerină și anhidridă ftalică. Producția industrială a acestor rășini alchidice a început în anii 1920. în SUA. Dezvoltarea ulterioară a producției de rășini poliesterice saturate pentru vopsele și alte scopuri depinde în mod semnificativ de studiul noilor tipuri de materii prime.
Rășinile poliesterice saturate sunt uneori numite și alchide fără ulei deoarece conțin majoritatea componentelor utilizate în rășinile alchidice tradiționale, cu excepția radicalilor acizilor grași.
Structura NPS utilizată în producția de vopsele și lacuri poate fi ramificată sau neramificată (liniară). Structura de rășină preferată în acest caz este amorfă (pentru a obține o capacitate de dizolvare mai bună).
Să luăm în considerare principalele caracteristici ale rășinilor poliesterice saturate utilizate în producția de vopsele și lacuri.

Masa moleculara. Copolimerii cu greutate moleculară mare (10.000-30.000) au de obicei o structură liniară. Sunt formați din acizi tereftalic și izoftalic, acizi dicarboxilici alifatici și dioli diferiți. O bună solubilitate în solvenți obișnuiți este obținută prin selectarea formulei adecvate de vopsea. În unele cazuri (lacuri pentru folie, cerneluri de imprimare etc.) poliesteri cu greutate moleculară mare sunt folosiți ca substanțe peliculoase care se usucă fizic. Cu toate acestea, proprietățile optime ale filmelor de vopsea sunt obținute numai atunci când sunt modificate cu rășini care formează structura. Poliesterii cristalini speciali cu greutate moleculară mare sunt zdrobiți și utilizați ca vopsele pulbere, care recent și-au găsit din ce în ce mai mult utilizare nu numai în vopsirea produselor finite, ci și în acoperirea laminatelor și a tablelor.
Pentru vopselele și lacurile convenționale se folosesc poliesteri cu Mr 1500-4000. Poliesterii liniari cu greutate moleculară mică pot avea greutăți moleculare de până la 7000; poliesterii ramificati au o greutate moleculara de pana la 5000. Astfel de rasini nu sunt potrivite pentru producerea vopselelor care sunt uscate fizic. Aceștia ar trebui considerați ca prepolimeri pentru sistemele de reacție cu rășini care formează structura. Clasele și aplicațiile de prepolimeri sunt prezentate în tabel.

Clasificarea rășinilor poliesterice saturate utilizate pentru producția de vopsele și lacuri

Structura Clasă Media Mr Structura-formatoare substanţă Aplicație
Linear, cu greutate moleculară mare 10000-30000 Melamină, rășini benzoguanaminice Acoperire bobină/cutie containere, ambalaje flexibile)
Linear, cu greutate moleculară mică 1000-7000 Melamină, rășini poliizocianate blocate Acoperire bobină/cutie (acoperiri pentru metal laminat/containere, ambalaje flexibile)vopsele auto și industriale
Ramificat, greutate moleculară mică, hidroxi-funcțional 1000-5000 Melamină, blocată/rășini poliizocianate libere Vopsele auto/industriale, vopsele pulbere
Ramificat, greutate moleculară mică, carboxi-funcțional 1000-5000 izocianat de triglicidil,rășini epoxidice, melamină Acoperiri cu pulbere, vopsele solubile în apă
Greutate moleculară mică, conține grupe acrilat 1000-5000 Întărire cu fascicul electric și UV Acoperiri din hârtie/plastic, cerneluri de imprimare

Sursa: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, a șasea ediție, 2002

Temperatura de tranziție sticloasă. Temperatura de tranziție sticloasă Tg a rășinilor poliesterice poate fi variată prin selectarea materiilor prime alifatice adecvate. Tg-ul copoliesterilor aromatici neplastifiați este de aproximativ 70°C, iar cel al copoliesterilor formați din glicoli cicloalifatici depășește 100°C. Poliesterii alifatici cu lanțuri lungi de metilen între grupările esterice au o Tg sub -100°C. Pentru procesul de acoperire cu bobine, este de preferat să se utilizeze rășini cu o temperatură de tranziție de la o stare foarte elastică la o stare sticloasă de peste 45 ° C. O rășină cu o temperatură de tranziție mai mare de 45°C are o structură dezordonată (amorfă) și este solubilă într-un număr mare de solvenți organici.

Solubilitate, cristalinitate și compatibilitate. Solubilitatea poliesterului este determinată în mare măsură de natura și raportul cantitativ al monomerilor săi constituenți. Poliesterii cu o structură ordonată sunt cristalini. Exemple de poliesteri foarte cristalizati sunt tereftalatul de polietilen glicol și tereftalatul de polibutilen. Deși copolimerii cristalizați moderat sau puternic sunt insolubili în solvenți, ei pot fi utilizați în vopselele pulbere. Copolimerii slab cristalizați se dizolvă, de exemplu, în cetone și sunt utilizați în principal pentru a obține adezivi multistrat.
Greutatea moleculară mică și Tg scăzută afectează favorabil compatibilitatea rășinilor poliesterice cu alte substanțe filmogene (acrilice, epoxidice, rășini amino, esteri de celuloză). Nu toate NPC-urile sunt compatibile între ele. De exemplu, poliesterii obținuți din acid ftalic nu sunt întotdeauna compatibili cu alte NPS.
Tabelul rezumă principalele caracteristici ale NPS și evaluează avantajele și dezavantajele acestora ca materii prime pentru producția de acoperiri pentru metal laminat.

Principalele caracteristici ale rășinilor poliesterice saturate utilizate pentru producerea de acoperiri pentru metal încolăcit (acoperire bobină/cutie)

Formula chimică generală

Proprietăți Masa moleculara 1000-25000
Temperatura de tranziție sticloasă -70°С ÷110°С
Stare solidă amorf sau cristalin(T pl 100-250°C)
Structuraliniare sau ramificate
Grupuri de reacție OH/COOH
Solubilitate în forme amorfe esteri, hidrocarburi aromatice, cetone
Avantaje Varietate mare de compozițiiEchilibrul bun între rezistență și elasticitateAderență bună la metal (cea mai mare pentru NPS liniar cu greutate moleculară mare)Rezistență bună la intemperii
Defecte Grosimea filmului este limitată la aproximativ 30 µmÎn unele În cazurile în care nu este posibil să se obțină gradul necesar de reticulare în stratul final

Sursa: Degussa. Rășină de bază pentru acoperirea bobinei

Caracteristicile tehnice ale rășinilor fabricate (specificațiile) trebuie să includă parametri de bază precum vâscozitatea, numărul de acid, numărul de hidroxil, conținutul de solid, culoarea (conform scalei de culori Gardner), solvenții. Parametrii suplimentari indicați în specificație pot fi densitatea produsului, temperatura de aprindere, temperatura de tranziție sticloasă, greutatea moleculară și conținutul de substanțe nevolatile. Sunt indicate și caracteristicile de performanță și domeniile de aplicare ale produsului. Caietul de sarcini oferă metodele/standardele de testare prin care au fost determinați indicatorii.
În funcție de scopul rășinilor poliesterice, coeficientul de aciditate poate fi de la 0 la 100 mg KOH/g, numărul de hidroxid - de la 0 la 150 mg KOH/g.
Caracteristicile tehnice aproximative ale pompelor de ulei produse pentru acoperirea cu bobine pot fi prezentate după cum urmează:

Caracteristicile tehnice ale NPS

Index

Sens* Unitate Schimbare
Vâscozitate, 23 ºC1-8 Trece
Scara de culori Gardner 0-3 -
Conținut TV in-va 39-71 %
Cifra de aciditate, 100% 0-12 mg KOH/g
Numărul de hidroxil 0-120 mg KOH/g
Densitate, 23 ºC1040-1075 kg/m3
Punct de aprindere 22-70 și mai sus °C
Temperatura de tranziție sticloasă 8-70 °C

* Gama de valori este dată pentru cele mai cunoscute rășini din producția europeană și chineză. Specificațiile pentru fiecare rășină indică intervalul de valori corespunzătoare caracteristicilor sale (3,5-4,5 Pa.s, 100-120 mg KOH/g etc.)

În funcție de caracteristicile tehnologice ale liniei de vopsire a metalelor, precum și de proprietățile produsului final care se preconizează a fi obținut, sunt selectate rășini, pe baza cărora sunt produse materialele de vopsea corespunzătoare. În special, sunt luate în considerare temperatura de întărire, compatibilitatea cu alte componente ale materialelor de vopsea și rezistența la influențele sub care se preconizează utilizarea produsului din metal laminat vopsit.
Caracteristicile rășinii determină și tipul de material de vopsea care va fi obținut din aceasta. Acestea pot fi grunduri, emailuri, vopsele destinate diferitelor etape de acoperire a metalului bobinat (vezi capitolul despre descrierea procesului de acoperire cu bobine).

Structurarea NPS
NPS utilizat în producția de vopsele și lacuri, în cele mai multe cazuri, trebuie structurat prin amestecare cu rășini formatoare de structură amino, melamină, benzoguanamină sau epoxidice. Din acest motiv, formulările de rășină pot include următorii compuși chimici care reticulă polimerii liniari: grupări amino, grupări izocianat și grupări epoxi. Alegerea grupului depinde de utilizarea finală a rășinilor.
Formarea structurii este posibilă și folosind un catalizator. Dacă este necesară formarea structurii la temperatura camerei, rășinile poliizocianate sunt utilizate ca agent de reticulare.
Rășinile amino modificate cu formaldehidă (rășini melamină, benzoguanamină și poliuree) sunt cele mai importante rășini utilizate pentru întărirea termică a rășinilor poliesterice care conțin o grupare funcțională hidroxil. În industria autohtonă, materialele pe bază de rășini amino- și poliester se numesc rășini oligo-amino-formaldehidice. Raportul poliester/rășină amino este de obicei între 95:5 și 60:40 (100% poliester).
Exemple de compuși care conțin grupe epoxidice sunt rășini epoxidice difenilolpropan A (de exemplu, Epikote 828™, Epikote 1001™ și Epikote 1004™, fabricate de Shell), compuși epoxidici difenilolpropan A hidrogenați, compuși epoxi alifatici, compuși epoxi alifatici, ulei epoxizizați, epoxizizați, epoxizizați. sau ulei de soia).ulei), borați epoxidați și izocianurat de triglicidil. Raportul carboxil:epoxid este de obicei între 0,85:1 și 1:0,85. Acoperirile cu pulbere, în mod obișnuit, cu rășini poliester carboxi-funcționale cu polimerizare termică cu rășini epoxidice (aceste amestecuri sunt numite rășini hibride).
Exemple de compuși care reticulă poliesteri liniari care conțin grupări izocianat - hexametilen diizocianat ((HDI), toluen diizocianat (TDI), izoforon diizocianat (IPDI), tetrametilxilen diizocianat (TMXDI), 3,4 izocianat de metil-1xil CI-ciclanat , dimerii și trimmerele acestora .Combinând rășinile poliesterice și poliizocianate se produc vopsele poliuretanice bicomponente.
Catalizatori (cum ar fi clorura de benziltimetilaminiu sau 2-metilimidazol) sunt utilizați pentru a accelera reacția de întărire termică. Catalizatorii pentru întărirea rășinii poliesterice sunt acizi puternici, cum ar fi acidul sulfonic, mono- și dialchil fosfat, butii fosfat și butii maleat.
Conținutul de catalizator este de obicei de la 0,1 la 5% (în funcție de rășină).

Exemple de agenți de reticulare utilizați în producția de acoperiri cu bobine

Rășini melaminice
Rășini poliizocianate blocate
Epoxici

- rășini poliesterice de uz general obtinut prin esterificarea propilenglicolului cu un amestec de anhidride ftalice si maleice. Raportul dintre anhidride ftalice și maleice poate varia de la 2:1 la 1:2. Rășina poliester alchidă rezultată este amestecată cu stiren într-un raport de 2:1. Acest tip de rășină are o gamă largă de aplicații: sunt folosite la fabricarea de paleți, bărci, piese de șină de duș, piscine și rezervoare de apă.

- rășini elastice din poliesterÎn loc de anhidridă ftalică, se folosesc acizi dibazici lineari (adipici sau sebacici). Se formează o rășină poliesterică nesaturată mai elastică și mai moale. Utilizarea dietilenglicolilor sau dipropilenglicolilor în locul propilenglicolului dă, de asemenea, elasticitate rășinilor. Adăugarea unor astfel de rășini poliesterice la rășinile rigide de uz general reduce fragilitatea acestora și le face mai ușor de prelucrat. Acest efect este utilizat în producția de nasturi din poliester turnat. Astfel de rășini sunt adesea folosite pentru turnarea decorativă în industria mobilei și în fabricarea ramelor de tablouri. Pentru a face acest lucru, umpluturi de celuloză (de exemplu, cojile de nuci măcinate) sunt introduse în rășini elastice și turnate în forme de cauciuc siliconic. Reproducerea fină a sculpturilor în lemn poate fi realizată prin utilizarea formelor din cauciuc siliconic turnate direct din sculpturile originale.

- rășini elastice din poliester ocupă o poziţie intermediară între răşinile rigide de uz general şi cele elastice. Sunt folosite pentru a face produse rezistente la impact, cum ar fi mingi de joc, căști de protecție, garduri, piese de automobile și avioane. Pentru a obține astfel de rășini, se folosește acid isoftalic în locul anhidridei ftalice. Procesul se desfășoară în mai multe etape. În primul rând, reacția acidului izoftalic cu glicol produce o rășină poliesterică cu număr de acid scăzut. Apoi se adaugă anhidridă maleică și se continuă esterificarea. Ca urmare, se obțin lanțuri de poliester cu un aranjament predominant de fragmente nesaturate la capetele moleculelor sau între blocuri constând din polimer glicol-izoftalic

- rășini poliesterice cu contracție redusă La turnarea poliesterului armat cu fibră de sticlă, diferența de contracție dintre rășină și fibra de sticlă are ca rezultat zâmburi pe suprafața produsului. Utilizarea rășinilor poliesterice cu contracție redusă reduce acest efect, iar produsele turnate rezultate nu necesită șlefuire suplimentară înainte de vopsire, ceea ce reprezintă un avantaj în fabricarea de piese auto și a aparatelor electrocasnice. Rășinile poliesterice cu contracție scăzută includ componente termoplastice (polistiren sau metacrilat de polimetil) care sunt dizolvate doar parțial în compoziția originală. În timpul întăririi, însoțită de o schimbare a stării de fază a sistemului, se formează microgoluri, compensând contracția obișnuită a rășinii polimerice.


- rășini poliester rezistente la intemperii, nu ar trebui să se îngălbenească atunci când este expus la lumina soarelui, scop în care se adaugă absorbanți de radiații ultraviolete în compoziția sa. Stirenul poate fi înlocuit cu metacrilat de metil, dar numai parțial, deoarece metacrilatul de metil nu interacționează bine cu legăturile duble ale acidului fumaric, care face parte din rășina poliesterică. Acest tip de rășină este utilizat la fabricarea de acoperiri, panouri exterioare și acoperișuri cu felinare.

- rășini poliesterice rezistente la substanțe chimice grupările esterice sunt ușor hidrolizate de alcalii, drept urmare instabilitatea rășinilor poliesterice la alcalii este dezavantajul lor fundamental. O creștere a scheletului de carbon al glicolului original duce la o scădere a proporției de legături eterice din rășină. Astfel, rășinile care conțin „bisglicol” (un produs al reacției bisfenolului A cu propilenoxidul) sau bisfenolului hidrogenat au un număr semnificativ mai mic de legături esterice decât rășina de uz general corespunzătoare. Astfel de rășini sunt utilizate în producția de piese de echipamente chimice - hote sau dulapuri de evacuare, corpuri și rezervoare de reactoare chimice, precum și conducte.

- rășini poliester ignifuge O creștere a rezistenței rășinii la aprindere și combustie se realizează prin utilizarea acizilor dibazici halogenați, cum ar fi acizii tetrafluoroftalic, tetrabromoftalic și clorendic, în locul anhidridei ftalice. O creștere suplimentară a rezistenței la foc este obținută prin introducerea în rășină a diverși inhibitori de ardere, cum ar fi esterii acidului fosforic și oxidul de antimoniu. Rășinile poliesterice ignifuge sunt utilizate la fabricarea hotelor de evacuare, a componentelor electrice, a panourilor structurale și a coquelor unor tipuri de nave navale.

- rășini cu destinație specială. De exemplu, utilizarea izocianuratului de trialil în loc de stiren îmbunătățește semnificativ rezistența la căldură a rășinilor. Rășinile speciale pot fi întărite folosind radiații UV prin adăugarea de agenți fotosensibili precum benzoina sau eterii săi.

Rășini epoxidice - oligomeri care contin grupe epoxidice si capabili sa formeze polimeri reticulati sub actiunea intaritorilor. Cele mai comune rășini epoxidice sunt produșii de policondensare ai epiclorhidrinei cu fenoli, cel mai adesea cu bisfenol A.

n poate ajunge la 25, dar cel mai adesea rășinile epoxidice se găsesc cu numărul de grupe epoxidice mai mic de 10. Cu cât este mai mare gradul de polimerizare, cu atât rășina este mai groasă. Cu cât numărul indicat pe rășină este mai mic, cu atât rășina conține mai multe grupuri epoxidice.

Caracteristicile polimerilor epoxidici:

ü posibilitatea de a le obține în stare lichidă și solidă,

ü absența substanțelor volatile în timpul întăririi,

ü capacitatea de a se întări într-un interval larg de temperatură,

ü contracție ușoară,

ü netoxic în stare vindecată,

ü valori ridicate ale rezistenței adezive și de coeziune,

ü rezistență chimică.

Rășina epoxidică a fost produsă pentru prima dată de chimistul francez Castan în 1936. Rășina epoxidica se obține prin policondensarea epiclorhidrinei cu diverși compuși organici: de la fenol la uleiuri comestibile (epoxidare). Calități valoroase de rășini epoxidice sunt obținute prin oxidarea catalitică a compușilor nesaturați.

Pentru a utiliza rășina aveți nevoie de un întăritor. Întăritorul poate fi o amină sau anhidridă polifuncțională, uneori un acid. Se folosesc și catalizatori de întărire. După amestecarea cu un întăritor, rășina epoxidică poate fi întărită - transformată într-o stare solidă, infuzibilă și insolubilă. Există două tipuri de întăritori: întărire la rece și întărire la cald. Dacă este polietilen poliamină (PEPA), atunci rășina se va întări într-o zi la temperatura camerei. Întăritorii cu anhidridă necesită 10 ore de timp și încălzirea la 180 ° C într-o cameră de căldură.

Reacția de întărire ES este exotermă. Rata cu care se întărește rășina depinde de temperatura amestecului. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât reacția este mai rapidă. Viteza acestuia se dublează când temperatura crește cu 10° C și invers. Toate posibilitățile de a influența viteza de întărire se rezumă la această regulă de bază. Pe lângă temperatură, timpul de polimerizare depinde și de raportul dintre suprafață și masa rășinii. De exemplu, dacă 100 g dintr-un amestec de rășină și întăritor se transformă în stare solidă în 15 minute la o temperatură inițială de 25 ° C, atunci aceste 100 g, răspândite uniform pe o suprafață de 1 m2, polimerizează în mai mult de doua ore.

Pentru ca rășina epoxidică împreună cu întăritorul în stare de întărire să fie mai plastică și să nu se spargă (crapa), este necesar să se adauge plastifianți. Aceștia, ca și întăritorii, sunt diferiți, dar toate sunt menite să ofere proprietăți plastice rășinii. Cel mai des folosit plastifiant este ftalatul de dibutil.

Tabel - Unele proprietăți ale rășinilor epoxidice diane nemodificate și neumplute.

Nume caracteristic Sens
Densitate la 20 °C, g/cm3 1,16÷1,25
Temperatura de tranziție sticloasă, °C 60÷180
Conductivitate termică, W/(m×K) 0,17÷0,19
Capacitate termică specifică, kJ/(kg K) 0,8÷1,2
Coeficientul de temperatură de dilatare liniară, °C -1 (45÷65) 10 -6
Rezistenta la caldura conform Martens, °C 55÷170
Absorbție de apă în 24 de ore, % 0,01÷0,1
Rezistenta la tractiune, MN/m2 40÷90
Modulul de elasticitate (sub stres de scurtă durată), GN/m 2 2,5÷3,5
Rezistența la impact, kJ/m2 5÷25
Extensie relativă, % 0,5÷6
Constanta dielectrica la 20°C si 1 MHz 3,5÷5
Rezistenta electrica volumetrica specifica la 20°C, Ohm cm 10 14 ÷10 16
Tangenta de pierderi dielectrice la 20°C si 1 MHz 0,01÷0,03
Rezistenta electrica la 20°C, MV/m 15÷35
Permeabilitatea la umiditate, kg/(cm sec n/m 2) 2,1 10 -16
Coeff. difuzia apei, cm 2/h 10 -5 ÷10 -6

Rășini epoxi-diane de clasele ED-22, ED-20, ED-16, ED-10 și ED-8, ​​​​utilizate în industriile electrice, radio-electronice, aeronave, nave și inginerie mecanică, în construcții ca componentă de compuși de turnare și impregnare, adezivi, materiale de etanșare, lianți pentru materiale plastice armate. Soluțiile de rășini epoxidice ale mărcilor ED-20, ED-16, E-40 și E-40R în diverși solvenți sunt utilizate pentru producerea de emailuri, lacuri, chituri și ca semifabricat pentru producerea altor rășini epoxidice. , compoziții pentru ghivece și adezivi.

Rășini epoxidice modificate cu plastifianți - rășinile mărcilor K-153, K-115, K-168, K-176, K-201, K-293, UP-5-132 și KDZh-5-20 sunt utilizate pentru impregnare, turnarea, învelirea și etanșarea pieselor și ca adezivi, compoziții de turnare izolatoare electrice, acoperiri izolante și de protecție, lianți pentru fibră de sticlă. Compoziția mărcii K-02T este utilizată pentru impregnarea produselor de înfășurare multistrat în scopul cimentării lor, crește rezistența la umiditate și proprietățile de izolare electrică.

Rășinile epoxidice modificate ale mărcii EPOFOM sunt utilizate la diverse instalații industriale și civile ca acoperiri anticorozive pentru a proteja structurile de clădiri din metal și beton și echipamentele capacitive de efectele mediului chimic agresiv (în special acizi, alcalii, produse petroliere, deșeuri industriale și de canalizare). ), precipitații și umiditate ridicată. Aceste rășini sunt folosite și pentru hidroizolarea și acoperirile monolitice autonivelante ale pardoselilor din beton, amorsarea și aplicarea unui strat de finisare. Pe baza de rășină marca EPOFOM, se obțin compoziții de turnare și impregnare cu un conținut ridicat de țesături de armare și materiale de umplutură, materiale compozite și acoperiri rezistente la uzură. EPOFOM este utilizat ca componentă de impregnare a materialului de furtun pentru repararea și refacerea conductelor rețelelor de canalizare, rețelelor sub presiune de alimentare cu apă rece și caldă fără a le demonta și îndepărtarea conductelor din sol (metoda fără șanț).

Compozițiile mărcii EZP sunt folosite pentru a acoperi recipientele de depozitare pentru vin, lapte și alte produse alimentare lichide, precum și diferite tipuri de combustibil lichid (benzină, kerosen, păcură etc.).

Rășini fenol-formaldehidice. În 1909, Baekeland a raportat materialul pe care l-a obținut, pe care l-a numit bachelit. Această rășină fenol-formaldehidă a fost primul plastic sintetic termorigid care nu s-a înmuiat la temperaturi ridicate. Efectuând reacția de condensare a formaldehidei și fenolului, a obținut un polimer pentru care nu a găsit un solvent.

Rășinile fenol-formaldehidice sunt produși de policondensare ai fenolilor sau ai omologilor săi (crezoli, xilenoli) cu formaldehida. În funcție de raportul dintre reactanți și natura catalizatorului, se formează rășini termoplastice (novolac) sau termorigide (rezol). Rășinile Novolac sunt predominant oligomeri liniari, în moleculele cărora nucleii fenolici sunt legați prin punți de metilen și nu conțin aproape deloc grupări metilol (-CH 2 OH).

Rășinile Resol sunt un amestec de oligomeri liniari și ramificati care conțin un număr mare de grupări metilol, capabile de transformări ulterioare.

Caracteristicile FFS:

ü prin natura lor - substanțe solide, vâscoase, care sunt furnizate producției sub formă de pulbere;

ü pentru utilizare ca matrice, se topește sau se dizolvă într-un solvent alcoolic;

ü Mecanismul de întărire al rășinilor rezol constă din 3 etape. În stadiul A, rășina (rezolul) este similară ca proprietăți fizice cu novolacurile, deoarece se dizolvă și se topește, în stadiul B rășina (rezitolul) este capabilă să se înmoaie la încălzire și să se umfle în solvenți, în stadiul C rășina (rezitolul) nu se topește și nu se dizolvă;

ü pentru întărirea rășinilor novolac este necesar un întăritor (de obicei se administrează metanamină, 6-14% în greutate rășină);

ü sunt ușor de modificat și modificat singuri.

Rășina fenolică a fost folosită mai întâi ca un izolator ușor de modelat, de înaltă calitate, care a protejat împotriva temperaturilor ridicate și a curenților electrici, iar apoi a devenit principalul material al stilului Art Deco. Aproape primul produs comercial obținut prin presarea bachelitei au fost capetele cadrului unei bobine de înaltă tensiune.Rășina fenol-formaldehidă (FFR) este produsă de industrie din 1912. În Rusia, producția de rezite turnate sub denumirea de carbolit a fost organizat în 1912÷1914.

Lianții fenol-formaldehidă sunt întăriți la temperaturi de 160-200°C utilizând o presiune semnificativă de ordinul a 30-40 MPa și mai mult. Polimerii rezultați sunt stabili în timpul încălzirii prelungite la 200°C și pentru o perioadă limitată de timp sunt capabili să reziste la efectele temperaturilor mai ridicate timp de câteva zile la temperaturi de 200-250°C, câteva ore la 250-500°C, câteva minute la temperaturi de 500-500°C.1000°C. Descompunerea începe la o temperatură de aproximativ 3000°C.

Dezavantajele rășinilor fenol-formaldehidice includ fragilitatea lor și contracția volumetrică mare (15-25%) în timpul întăririi, asociată cu eliberarea unei cantități mari de substanțe volatile. Pentru a obține un material cu porozitate scăzută este necesar să se aplice presiuni mari în timpul turnării.

Rășinile fenol-formaldehidice ale mărcilor SFZh-3027B, SFZh-3027V, SFZh-3027S și SFZh-3027D sunt destinate producției de produse termoizolante pe bază de vată minerală, fibră de sticlă și pentru alte scopuri. Rășină fenol-formaldehidă de calitate SFZh-3027S este destinată producerii de spumă plastică de calitate FSP.

Pe baza FPS, se fabrică o varietate de materiale plastice numite fenoplaste. Cele mai multe dintre ele, pe lângă liant (rășină), mai conțin și alte componente (materiale de umplutură, plastifianți etc.). Ele sunt transformate în produse în principal prin presare. Materialele de presare pot fi preparate atât pe bază de rășini novolac, cât și de rezoluție. În funcție de umplutura utilizată și de gradul de măcinare, toate materialele de presare sunt împărțite în patru tipuri: pulbere (pulberi de presare), fibroase, sub formă de firimituri și stratificate.

Denumirea pulberilor de presare constă cel mai adesea din litera K, care indică cuvântul compoziție, numărul rășinii pe baza căreia este realizat acest material de presare și un număr corespunzător numărului de umplutură. Toate pulberile de presare pot fi împărțite în trei grupuri mari în funcție de scopul lor:

Pulberi pentru produse tehnice și de uz casnic (K-15-2, K-18-2, K-19-2, K-20-2, K-118-2, K-15-25, K-17-25 etc. . etc.) sunt realizate pe baza de rasini novolac. Produsele realizate din acestea nu trebuie supuse la sarcini mecanice semnificative, curent de înaltă tensiune (mai mult de 10 kV) și temperaturi peste 160°C.

Pulberile pentru produse electroizolante (K-21-22, K211-2, K-211-3, K-211-4, K-220-21, K-211-34, K-214-2 etc.) sunt realizate în majoritatea cazurilor pe bază de răşini rezolutive. Produsele pot rezista la tensiuni curente de până la 20 kV la temperaturi de până la 200°C.

Pulberile pentru produse speciale au rezistență crescută la apă și căldură (K-18-42, K-18-53, K-214-42 etc.), rezistență chimică crescută (K-17-23. K-17-36). , K-17-81, K-18-81 etc.), rezistență crescută la impact (FKP-1, FKPM-10 etc.), etc.

Materialele fibroase de presare sunt preparate pe baza de rășini rezol și de umplutură fibroasă, a căror utilizare face posibilă creșterea unor proprietăți mecanice ale materialelor plastice, în principal rezistența specifică la impact.

Fibrele sunt materiale de presare pe bază de umplutură - celuloză de bumbac. În prezent, sunt produse trei tipuri de fibră de sticlă: fibră de sticlă, fibră de sticlă de înaltă rezistență și cablu din fibră de sticlă. Pe baza de azbest și rășină rezoluție, sunt produse materiale de presare de clasele K-6, K-6-B (destinate pentru fabricarea colectoarelor) și K-F-3, K-F-Z-M (pentru plăcuțe de frână). Materialele de presare care conțin fibră de sticlă se numesc fibră de sticlă. Are o rezistență mecanică, rezistență la apă și căldură mai mare decât alte materiale de presare fibroase.

Materialele de presare asemănătoare cu firimituri sunt fabricate din rășină de rezoluție și bucăți (pesmet) din diverse țesături, hârtie și furnir de lemn. Au o rezistență specifică la impact crescută.

Materialele de presare stratificate sunt produse sub formă de foi mari, plăci, țevi, tije și produse modelate. În funcție de tipul de umplutură (bază), materialele plastice laminate sunt produse în următoarele tipuri: textolit - pe țesătură de bumbac, fibră de sticlă - pe țesătură de sticlă, textolit de azbest - pe țesătură de azbest, getinax - pe hârtie, materiale plastice laminate din lemn - pe furnir de lemn.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Capitolul 1. Rășini poliesterice saturate: proprietăți și aplicații

Rășinile poliesterice saturate pot avea diferite compoziții, cu greutate moleculară mare sau mică, liniare sau ramificate, solide sau lichide, elastice sau rigide, amorfe sau cristaline. Această variabilitate, combinată cu o bună rezistență la lumină, umiditate, temperatură, oxigen și multe alte substanțe, este motivul pentru care rășinile poliesterice saturate joacă un rol important ca agenți formatori de peliculă pentru acoperiri. În plus, rășinile poliesterice saturate sunt utilizate în diverse industrii, cum ar fi producția de fibră de sticlă, produse din plastic, poliuretani, piatră artificială etc.

Proprietăți și caracteristici tehnice ale NPS

Rășinile poliesterice sintetice sunt polimeri sintetici. Ei și-au primit numele din punct de vedere istoric datorită faptului că polimerii sintetizați inițial erau similari ca structură și proprietăți cu rășinile naturale, cum ar fi șelac, colofoniu etc. Substanțele care sunt numite în mod colectiv „rășini” au o structură amorfă și constau din molecule înrudite de dimensiuni inegale și structuri diferite (omologi și izomeri). Rășinile sunt dielectrice bune. Ele sunt caracterizate de obicei prin absența unui anumit punct de topire (tranziție treptată de la solid la lichid), nevolatilitate, solubilitate în solvenți organici, insolubilitate în apă și capacitatea de a forma pelicule la evaporarea solventului.

Studiul poliesterilor saturați a început în 1901 cu prepararea „rășinii gliftale”, constând din glicerină și anhidridă ftalică. Producția industrială a acestor rășini alchidice a început în anii 1920. în SUA. Dezvoltarea ulterioară a producției de rășini poliesterice saturate pentru vopsele și alte scopuri depinde în mod semnificativ de studiul noilor tipuri de materii prime.

Rășinile poliesterice saturate sunt uneori numite și alchide fără ulei deoarece conțin majoritatea componentelor utilizate în rășinile alchidice tradiționale, cu excepția radicalilor acizilor grași.

Structura NPS utilizată în producția de vopsele și lacuri poate fi ramificată sau neramificată (liniară). Structura de rășină preferată în acest caz este amorfă (pentru a obține o capacitate de dizolvare mai bună).

Să luăm în considerare principalele caracteristici ale rășinilor poliesterice saturate utilizate în producția de vopsele și lacuri.

Masa moleculara

Copolimerii cu greutate moleculară mare (10.000-30.000) au de obicei o structură liniară. Sunt formați din acizi tereftalic și izoftalic, acizi dicarboxilici alifatici și dioli diferiți. O bună solubilitate în solvenți obișnuiți este obținută prin selectarea formulei adecvate de vopsea. În unele cazuri (lacuri pentru folie, cerneluri de imprimare etc.) poliesteri cu greutate moleculară mare sunt folosiți ca substanțe peliculoase care se usucă fizic. Cu toate acestea, proprietățile optime ale filmelor de vopsea sunt obținute numai atunci când sunt modificate cu rășini care formează structura. Poliesterii cristalini speciali cu greutate moleculară mare sunt zdrobiți și utilizați ca vopsele pulbere, care recent și-au găsit din ce în ce mai mult utilizare nu numai în vopsirea produselor finite, ci și în acoperirea laminatelor și a tablelor.

Pentru vopselele și lacurile convenționale se folosesc poliesteri cu Mr 1500-4000. Poliesterii liniari cu greutate moleculară mică pot avea greutăți moleculare de până la 7000; poliesterii ramificati au o greutate moleculara de pana la 5000. Astfel de rasini nu sunt potrivite pentru producerea vopselelor care sunt uscate fizic. Aceștia ar trebui considerați ca prepolimeri pentru sistemele de reacție cu rășini care formează structura. Clasele și aplicațiile de prepolimeri sunt prezentate în tabel.

Temperaturatranziție de sticlă. Temperatura de tranziție sticloasă Tg a rășinilor poliesterice poate fi variată prin selectarea materiilor prime alifatice adecvate. Tg-ul copoliesterilor aromatici neplastifiați este de aproximativ 70°C, iar cel al copoliesterilor formați din glicoli cicloalifatici depășește 100°C. Poliesterii alifatici cu lanțuri lungi de metilen între grupările esterice au o Tg sub - 100°C. Pentru procesul de acoperire cu bobine, este de preferat să se utilizeze rășini cu o temperatură de tranziție de la o stare foarte elastică la o stare sticloasă de peste 45 ° C. O rășină cu o temperatură de tranziție mai mare de 45°C are o structură dezordonată (amorfă) și este solubilă într-un număr mare de solvenți organici.

Solubilitate,cristalinitateaȘicompatibilitate. Solubilitatea poliesterului este determinată în mare măsură de natura și raportul cantitativ al monomerilor săi constituenți. Poliesterii cu o structură ordonată sunt cristalini. Exemple de poliesteri foarte cristalizati sunt tereftalatul de polietilen glicol și tereftalatul de polibutilen. Deși copolimerii cristalizați moderat sau puternic sunt insolubili în solvenți, ei pot fi utilizați în vopselele pulbere. Copolimerii slab cristalizați se dizolvă, de exemplu, în cetone și sunt utilizați în principal pentru a obține adezivi multistrat.

Greutatea moleculară mică și Tg scăzută afectează favorabil compatibilitatea rășinilor poliesterice cu alte substanțe filmogene (acrilice, epoxidice, rășini amino, esteri de celuloză). Nu toate NPC-urile sunt compatibile între ele. De exemplu, poliesterii obținuți din acid ftalic nu sunt întotdeauna compatibili cu alte NPS.

Tabelul rezumă principalele caracteristici ale NPS și evaluează avantajele și dezavantajele acestora ca materii prime pentru producția de acoperiri pentru metal laminat.

Principalele caracteristici ale rășinilor poliesterice saturate utilizate pentru producerea de acoperiri pentru metal încolăcit (acoperire bobină/cutie)

Caracteristicile tehnice ale rășinilor fabricate (specificațiile) trebuie să includă parametri de bază precum vâscozitatea, numărul de acid, numărul de hidroxil, conținutul de solid, culoarea (conform scalei de culori Gardner), solvenții. Parametrii suplimentari indicați în specificație pot fi densitatea produsului, temperatura de aprindere, temperatura de tranziție sticloasă, greutatea moleculară și conținutul de substanțe nevolatile. Sunt indicate și caracteristicile de performanță și domeniile de aplicare ale produsului. Caietul de sarcini oferă metodele/standardele de testare prin care au fost determinați indicatorii.

În funcție de scopul rășinilor poliesterice, coeficientul de aciditate poate fi de la 0 la 100 mg KOH/g, numărul de hidroxid - de la 0 la 150 mg KOH/g.

Caracteristicile tehnice aproximative ale pompelor de ulei produse pentru acoperirea cu bobine pot fi prezentate după cum urmează:

Caracteristicile tehnice ale NPS

* Gama de valori este dată pentru cele mai cunoscute rășini din producția europeană și chineză. Specificațiile pentru fiecare rășină indică intervalul de valori corespunzătoare caracteristicilor sale (3,5-4,5 Pas, 100-120 mg KOH/g etc.)

În funcție de caracteristicile tehnologice ale liniei de vopsire a metalelor, precum și de proprietățile produsului final care se preconizează a fi obținut, sunt selectate rășini, pe baza cărora sunt produse materialele de vopsea corespunzătoare. În special, sunt luate în considerare temperatura de întărire, compatibilitatea cu alte componente ale materialelor de vopsea și rezistența la influențele sub care se preconizează utilizarea produsului din metal laminat vopsit.

Caracteristicile rășinii determină și tipul de material de vopsea care va fi obținut din aceasta. Acestea pot fi grunduri, emailuri, vopsele destinate diferitelor etape de acoperire a metalului bobinat (vezi capitolul despre descrierea procesului de acoperire cu bobine).

Structurarea NPS

NPS utilizat în producția de vopsele și lacuri, în cele mai multe cazuri, trebuie structurat prin amestecare cu rășini formatoare de structură amino, melamină, benzoguanamină sau epoxidice. Din acest motiv, formulările de rășină pot include următorii compuși chimici care reticulă polimerii liniari: grupări amino, grupări izocianat și grupări epoxi. Alegerea grupului depinde de utilizarea finală a rășinilor.

Formarea structurii este posibilă și folosind un catalizator. Dacă este necesară formarea structurii la temperatura camerei, rășinile poliizocianate sunt utilizate ca agent de reticulare.

Rășinile amino modificate cu formaldehidă (rășini melamină, benzoguanamină și poliuree) sunt cele mai importante rășini utilizate pentru întărirea termică a rășinilor poliesterice care conțin o grupare funcțională hidroxil. În industria autohtonă, materialele pe bază de rășini amino și poliester se numesc rășini oligo-amino-formaldehidice. Raportul poliester/rășină amino este de obicei între 95:5 și 60:40 (100% poliester).

Exemple de compuși care conțin grupări epoxidice sunt rășina epoxidica difenilollpropan A (de exemplu, Epikote 828 ™, Epikote 1001 ™ și Epikote 1004 ™, producător Shell), difenilollpropan hidrogenat, alchide epoxidate alifatice, ulei epoxidizat sau epoxidizat (de exemplu ulei epoxidat) , borați epoxidați și izocianurat de triglicidil. Raportul carboxil:epoxid este de obicei între 0,85:1 și 1:0,85. Acoperirile cu pulbere, în mod obișnuit, cu rășini poliester carboxi-funcționale cu polimerizare termică cu rășini epoxidice (aceste amestecuri sunt numite rășini hibride).

Exemple de compuși care reticulă poliesteri liniari care conțin grupări izocianat - hexametilen diizocianat ((HDI),

toluen diizocianat (TDI), izoforon diizocianat (IPDI), tetrametilxilen diizocianat (TMXDI), 3,4 izocianat metil-1metil-ciclohexil izocianat (IMCI), dimerii și trimmerii acestora. Combinarea rășinilor poliesterice și poliizocianate produce vopsele poliuretanice bicomponente.

Catalizatori (cum ar fi clorura de benziltimetilaminiu sau 2-metilimidazol) sunt utilizați pentru a accelera reacția de întărire termică. Catalizatorii pentru întărirea rășinii poliesterice sunt acizi puternici, cum ar fi acidul sulfonic, mono- și dialchil fosfat, butii fosfat și butii maleat.

Conținutul de catalizator este de obicei de la 0,1 la 5% (în funcție de rășină).

Capitolul 2. Rășini poliesterice: proprietăți, materii prime, producție

Amestecuri ale acestor oligoesteri și soluțiile lor în monomeri copolimerizabili (stiren, metacrilat de metil, ftalat de dialil etc.) sunt de obicei numite și rășini poliesterice. Oligoesterii se obțin prin policondensare într-o topitură sau solvent inert: polimaleații din acidul maleic HOOCCH = CHCOOH sau anhidrida acestuia (uneori amestecați cu alt acid sau anhidridă dicarboxilic) și glicol; oligoester acrilați dintr-un acid monocarboxilic nesaturat [de obicei acrilic CH2=CHCOOH sau metacrilic CH2=C(CH3)COOH], glicol și acid dicarboxilic. În formulele de mai sus, A și A" sunt resturi divalente care fac parte din moleculele de glicol și, respectiv, acid dicarboxilic; X = -H, - CH3 sau - CI; x = 1-5; y = 0-5; n = 1 -20 Etilen-, dietilen-, trietilen- și 1,2-propilen glicolii sunt cel mai des utilizați ca glicoli; uneori (în special la prepararea acrilatilor de oligoester) glicolii sunt înlocuiți parțial sau complet cu glicerol, pentaeritritol sau xilitol.Acid adipic, acid sebacic se folosesc ca acizi dicarboxilici, ftalici, izoftalici, tereftalici, tetracloroftalici, etc. Oligoesteri nesaturați - lichide sau solide vâscoase cu un punct de înmuiere de 30-150°C, greutate moleculară 300-3000, densitate 1,1-1,20°/cm C) Majoritatea rășinilor poliesterice sunt utilizate ca lianți pentru materialele plastice din fibră de sticlă. În plus, sunt utilizate pe scară largă pentru prepararea vopselelor și lacurilor, ca compuși polimerici pentru umplerea pieselor de echipamente radio și electrice, pentru impregnarea pieselor turnate metalice poroase în scopul etanșării. acestea, precum și pentru obținerea produselor de mercerie etc. Rășinile poliesterice sunt, de asemenea, utilizate ca bază de compoziții pentru pardoseli autonivelante, chituri și adezivi pentru lipirea materialelor plastice din fibră de sticlă împreună, precum și cu azbociment și plăci fibroase, materiale plastice tip fagure și alte materiale.

Materii prime pentru producerea de poliesteri

Cei mai utilizați pentru producerea de poliesteri sunt glicolii (etilen glicol, 1,2-propilen glicol, dietilen glicol, trietilen glicol), glicerina, bisfenolii (difenilolpropan), pentaeritritol, precum și acizii dibazici (fumaric, tereftalic, adipic, sebacice) și anhidridele lor (ftalice, maleice).

Etilenglicolul este un lichid incolor, cu mișcare redusă, bp. 197,6°C, p.t. - 12,3°C, densitate 1113 kg/m3. Etilenglicolul este produs industrial prin hidratarea oxidului de etilenă în prezența acidului sulfuric sau prin saponificarea 1,2-dicloretanului. Propilenglicolul este un lichid vâscos incolor, bp 187,4°C, p.t. - 50°C, densitate 1036 kg/m3. O metodă industrială pentru producerea 1,2-propilenglicolului este hidratarea oxidului de propilenă.

Dietilenglicolul este un lichid vâscos incolor." bp 247°C, p.t. - b°C, densitate 1180 kg/m3. În industrie, dietilenglicolul se obține prin reacția etilenglicolului cu oxid de etilen sau etilenglicol cu ​​etilen clorhidrina:

Trietilenglicolul este un lichid vâscos incolor, bp 290°C, p.t. - 5°C, densitate 1120 kg/m3. În industrie, trietilenglicolul este produs din etilenglicol și oxid de etilenă. Toți glicolii sunt higroscopici și pot fi amestecați cu apă și alcool etilic în orice raport.

Glicerina este un lichid siropos, incolor, cu gust dulce, punct de fierbere 290°C, p.t. 17,9°C, densitate 1264 kg/m3. Glicerina este foarte higroscopică și se amestecă cu apă și alcooli în orice raport. În industrie, glicerina se obține prin descompunerea grăsimilor, precum și prin sinteza din propilenă. Sinteza glicerolului pe bază de propilenă este o metodă mai promițătoare, deoarece nu necesită consumul de materii prime alimentare.

Pentaeritritol este o substanță cristalină incoloră, punct de topire 263,5 °C, densitate 1397 kg/m3, solubilitate în apă 7,1% la 25 °C. Pentaeritritolul se obține prin reacția acetaldehidei cu formaldehida într-o soluție apoasă în prezența unui alcalin.

Acid adipic - cristale incolore, punct de topire 149-150°C, punct de topire 265°C la 13,3 kPa; solubil în alcool etilic; aproximativ 1,5% din acidul adipic se dizolvă în apă la 15°C.

Principalele metode industriale de producere a acidului adipic sunt:

oxidarea ciclohexanolului cu acid azotic sau oxigen în prezența sărurilor de mangan sau prin anhidrida sa sintetizată prin carbonilarea tetrahidrofuranului.

Acidul sebacic este cristale incolore, punct de topire 134,5°C, punct de topire 294,5°C la 13,3 kPa, densitate 1027 kg/m3; foarte solubil în alcool, dietil eter; aproximativ 0,1% acid sebacic se dizolvă în apă la 15°C.

În industrie, acidul sebacic se obține prin distilarea uscată a produselor de descompunere alcalină a uleiului de ricin, oxidarea ciclodecanului cu acid azotic și electroliza sărurilor de sodiu ale esterului acidului monometil sau monoetil adipic.

Acidul fumaric este o substanță cristalină incoloră, p.t. 287°C (într-un capilar etanș), bp. 290°C, densitate 1635 kg/m3. Este slab solubil în apă și aproape toți ceilalți solvenți. Se obține prin fierberea unei soluții apoase 30-40% de acid maleic cu acid clorhidric.

Acid tereftalic (n-ftalic) - cristale incolore, p.t. 425°C (într-un capilar sigilat). Solubil în piridină și dimetilformamidă, insolubil în apă. Acidul tereftalic se obține prin oxidarea acidului ft-xilen sau p-toluic. Acidul dimetil tereftalic este cel mai des folosit pentru sinteza poliesterilor.

Tereftalat de dimetil - cristale incolore, punct de topire 141-142°C, densitate 1630 kg/m3. Se dizolvă în dietil eter, moderat în alcool etilic fierbinte. Tereftalatul de dimetil se prepară prin trecerea acidului clorhidric într-o suspensie de acid tereftalic în metanol sau prin încălzirea acidului tereftalic cu metanol în prezența acidului sulfuric.

Anhidridă ftalică - cristale incolore, punct de topire 130,8°C, punct de topire 284,5°C, densitate 1527 kg/m3; sublimeaza usor. Este aproape insolubil în apă rece, dar se hidrolizează în acid ortoftalic în apă fierbinte. Moderat solubil în solvenți organici. Anhidrida ftalică se obține prin oxidare peste naftalină sau oxilenă în fază gazoasă.

Anhidridă maleică - cristale incolore, p.t. 52,8°C, pf. 200°C:

Când este dizolvat în apă dă acid maleic, în alcooli - maleați de dialchil; solubil în dioxan, acetonă, acetat de etil, cloroform.

Anhidrida maleică se obține prin oxidarea benzenului sau furfuralului în faza de vapori.

Proprietăți și metode de producere a poliesterilor nesaturați

În primul rând, subiectul principal al cercetării este poliesterii nesaturați. Printre aceștia, maleații de polialchilen glicol și fumarații de polialchilen glicol, precum și acrilații de polieter, au găsit o largă aplicație practică. La producerea maleaților de polialchilen glicol și fumaraților de polialchilen glicol, pentru reglarea proprietăților acestora, o parte din acidul nesaturat este de obicei înlocuită cu așa-numiții acizi modificatori sau anhidride ale acestora: adipic, sebacic, tereftalic etc., ftalic, tetra-hexahidroftalic și alte anhidride. . Acizii dibazici saturați (acid adipic etc.) măresc rezistența la impact a poliesterilor întăriți, iar această creștere este mai semnificativă cu cât lanțul acid este mai lung. Acizii aromatici (anhidride) măresc rezistența la căldură și rezistența poliesterilor. Anhidridele acizilor aromatici halogenați reduc, de asemenea, inflamabilitatea poliesterilor. Adesea, în acest scop, se folosește anhidrida tetracloroftalică sau clorendică, care este un produs al reacției hexaclorociclopeitadienei cu anhidrida maleică.

În funcție de greutatea moleculară (500 - 3000), NPE este lichid sau solid. NPEF-urile comerciale, așa-numitele rășini poliesterice, sunt produse sub formă de soluții de 30 - 40% în stiren - rășini poliesterice domestice ale mărcilor PN - sau în trietilenglicol dimetacrilat (TGM-3) - rășini poliesterice fără stiren ale mărci PN-609-21M etc.

Pentru a iniția copolimerizarea NPEF cu monomeri (întărire), se folosesc de obicei peroxizi și hidroperoxizi: peroxid de benzoil, metil etil cetonă și ciclohexil, precum și hidroperoxid de izopropilbenzen. Pentru a reduce temperatura de descompunere a peroxizilor se introduc acceleratori care sunt selectati in functie de initiator. Astfel, la utilizarea peroxidului de benzoil se folosește dimetilanilina, iar împreună cu hidroperoxizii se folosește naftenatul de cobalt (accelerator NC). Utilizarea acceleratoarelor permite ca NPEF să fie întărit la temperatura camerei. Întărirea este însoțită de o creștere a densității NPEF și de contracția lor. Inițiatorul și acceleratorul de întărire sunt introduse în NPEF imediat înainte de prelucrare. Pentru a preveni gelificarea prematură (gelatinizarea), se utilizează un inhibitor - hidrochinonă, care se adaugă la începutul procesului de policondensare.

Când etilenglicolul reacţionează cu anhidrida maleică, se formează maleat de polietilen glicol. Procesul continuă până când se formează un oligomer. Maleatul de polietilen glicol rezultat, atunci când este copolimerizat cu stiren, formează un copolimer reticulat.

rășină poliester copolimer

Utilizarea NPEF pentru întărire în locul monomerilor alil vinil, de exemplu cianurat de trialil, face posibilă obținerea de copolimeri mai caldi și rezistenți la căldură cu inflamabilitate redusă.

Pentru a obține polieter acrilat (PEA), etilen glicol, dietilen glicol, trietilen glicol și glicerină se folosesc bisfenoli; din acizi dibazici - anhidridă sebacică, adipică și, de asemenea, ftalică. Unul dintre cele mai comune PEA este dimetacrilatul de trietilen glicol TGM-3. Contracția în timpul întăririi maleaților de polialchilen glicol și fumaraților de polialchilen glicol este de până la 5%, pentru acrilații de polieter până la 0,5%.

Diagrama de flux tehnologică pentru producerea de ftalați de polialchilen glicol maleat este următoarea. Reactorul pentru producerea de poliesteri nesaturați este un aparat cilindric vertical din oțel inoxidabil sau bimetal cu fund eliptic și capac, echipat cu un agitator convențional de tip cadru-ancoră și manta. O țeavă cu bule este introdusă în reactor prin capac, prin care este furnizat azot pentru a deplasa aerul.

Glicolul este încărcat în reactor și, după ce este încălzit la 100°C, sunt încărcate anhidride maleice și ftalice. Uneori se adaugă în reactor un solvent într-o cantitate de 10% din greutatea componentelor principale, formând un amestec azeotrop cu apa eliberată în timpul sintezei, care facilitează îndepărtarea acestuia. Procesul de policondensare este realizat la 170-200°C cu un agitator care rulează într-un curent de azot. Vaporii de glicol sunt condensați într-un condensator de reflux și condensul curge în reactor, în timp ce vaporii de apă și azotul sunt evacuați printr-un condensator direct. Condensul de apă este colectat într-un colector. Procesul este controlat de numărul de acid, care la sfârșitul policondensării ar trebui să fie de 20-45 mg KOH/g. După răcire la 70°C, poliesterul finit este turnat într-un mixer, unde este dizolvat în stiren sau oligomer TGM-3. Soluția rezultată (rășină poliesterică PN-1, raportul de masă poliester: stiren în care este 70: 30) după răcire este filtrată și turnată într-un recipient.

Procesul tehnologic de producere a acrilaților de poliester este practic similar cu cel considerat, dar se desfășoară în condiții mai blânde (la temperaturi mai scăzute), ceea ce evită polimerizarea PEA.

Rășinile poliesterice ale mărcilor PN-1, PN-3, PN-6, PN-609-21M și altele sunt lichide transparente vâscoase de culoare galbenă, roșu închis sau maro. Ca sistem de întărire inițială, se utilizează următoarele la 100 părți (greutate) de rășină: 3-6 părți (greutate) de hidroperoxid de izopropilbenzen și 8 părți (greutate) de accelerator NK pentru rășini PN-1, PN-3 şi PN-6; 4 părți (greutate) de hidroperoxid de izopropilbenzen și 5 părți (greutate) de accelerator NK pentru rășină PN-609-21M.

Alte PEA (MGF-9, TMGF-11) sunt, de asemenea, lichide galben-maronii, mai vâscoase decât TGM-3. PEA este folosit ca liant în producția de fibră de sticlă, compuși de turnare, etanșanți etc. Rășinile poliesterice sunt utilizate pe scară largă ca lianți pentru fibra de sticlă, compuși, lacuri pentru finisarea mobilierului și carcase pentru radio și televizoare și în alte scopuri.

Utilizarea TGM-3 pentru întărirea NPE în locul stirenului volatil și toxic face posibilă îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice de lucru, creșterea rezistenței la căldură și a proprietăților fizice și mecanice ale copolimerilor întăriți. Materialele de presare sunt produse și pe baza de poliesteri nesaturați: preimpregnate și premixuri.

Preimpregnatele sunt rulouri de umplutură preimpregnate cu un liant - hârtie, sticlă și alte fibre, țesături de sticlă și covorașe de sticlă. Liantul este poliesteri solidi nesaturați care au o fluiditate suficientă atunci când sunt topit. În special, poliesterii cristalizabili, cum ar fi fumaratul de polietilen glicol, sunt adecvați pentru fabricarea de preimpregnate. Acest poliester cristalizează rapid atunci când este amestecat cu monomeri acrilici și vinilici.

Țesăturile sau hârtia sunt folosite pentru a produce preimpregnate care nu curg, iar covorașele din fibră de sticlă tocate sunt folosite pentru a produce materiale de presă de împrăștiat. La presarea acestuia din urmă, nu numai liantul, ci și materialul de umplutură au capacitatea de răspândire, ceea ce face posibilă obținerea de produse cu configurații complexe.

Procesul tehnologic de producere a materialelor preimpregnate este că stratul de sticlă sau fibra de sticlă este desfășurată dintr-o rolă și direcționată în spațiul dintre două role de impregnare, unde intră topitura de liant.

Premixurile sunt compoziții pre-amestecate de presă. În practică, acest termen se referă numai la materialele de presare umplute pe bază de poliesteri nesaturați. Pe lângă liant, inițiator și umplutură fibroasă (fibră de sticlă, azbest etc.), umplutură pulbere (cretă, caolin), lubrifiant (stearați de zinc sau magneziu) și, pentru materialele vopsite, coloranți sau pigmenți (lac turcoaz, lac stacojiu, dioxid de titan, oxid de crom).

Procesul tehnologic de producere a premixelor constă în faptul că poliesterul, inițiatorul și pigmentul sub formă de pastă sunt încărcate într-un mixer discontinuu (de exemplu, un mixer cu ax dublu), amestecate și apoi este introdus un lubrifiant. După amestecare suplimentară, se adaugă umplutura cu pulbere, se amestecă din nou și, în final, se adaugă fibră de sticlă tocată sau altă umplutură cu fibre, urmată de amestecarea finală. Când se utilizează mixere continue, procesul poate fi efectuat continuu. Premixul finit este o compoziție asemănătoare aluatului sau granule; se poate păstra nu mai mult de 3-6 luni. într-o cameră întunecată la o temperatură care nu depășește 20°C.

Premixurile sunt prelucrate în produse prin presare prin compresie la 130-150°C, o presiune de 2-10 MPa și un timp de menținere de 30-60 s per 1 mm de grosime a produsului. În comparație cu tehnologia convențională pentru producerea produselor din fibră de sticlă, utilizarea premixurilor oferă următoarele avantaje:

1) prelucrarea premixului în produse este separată de producerea liantului, care adesea (de exemplu, pentru rășinile poliesterice dizolvate în stiren) implică utilizarea monomerilor toxici volatili;

2) contracția premixurilor este semnificativ mai mică datorită utilizării de umplutură minerală sub formă de pulbere;

3) la presarea premixurilor, liantul nu este stors din fibra de sticla.

Premixurile sunt superioare preimpregnatelor ca fluiditate, dar inferioare lor ca proprietăți de rezistență după întărire. Ne vom uita la noile materiale copolimerice pe bază de rășină poliesterică saturată în Capitolul 3.

Capitolul 3. Noi copolimeri pe bază de rășină poliesterică nesaturată PN-15

Rășinile poliesterice nesaturate sunt soluții de poliesteri nesaturați cu greutate moleculară 700-3000 în monomeri sau oligomeri capabili de copolimerizare cu acești poliesteri. Avantajele rășinilor poliesterice sunt vâscozitatea lor scăzută; capacitatea de a se întări nu numai la temperaturi ridicate, ci și la temperatura camerei; bune proprietăți mecanice și electrice de izolare în stare întărită; rezistență ridicată la apă, acizi, benzină, uleiuri și alte medii.

Dezavantajul rășinilor poliesterice este rezistența scăzută la căldură.

Rășinile poliesterice nesaturate sunt utilizate în primul rând ca lianți la rece și la cald în fabricarea materialelor plastice armate, precum și ca bază pentru lacuri și adezivi, componente ale compușilor pentru ghiveci, beton plastic, chituri etc.

Majoritatea rășinilor poliesterice produse industrial conțin stiren ca monomer solvent. Utilizarea pe scară largă a stirenului se datorează costului său scăzut, compatibilității bune cu poliesterii, vâscozității scăzute a soluțiilor de stiren de poliesteri și contracției moderate în timpul întăririi, precum și rezistenței mari la apă și proprietăților bune de izolare mecanică și electrică ale rășinilor întărite.

Eteri alilici și acrilați de oligoeter, de exemplu, trimetilenglicol dimetacrilat, sunt utilizați ca agenți de reticulare nevolatili pentru poliesteri nesaturați. Acest lucru reduce toxicitatea rășinilor și, în unele cazuri, reduce contracția în timpul procesului de întărire.

Acceleratorii eficienți utilizați în combinație cu peroxidul de benzoil sunt aminele terțiare; sărurile de cobalt ale acizilor naftenic și alți acizi sunt utilizate cu metil etil cetona și peroxizii și hidroperoxizii de ciclohexanonă.

Inițiatorii și acceleratorii se introduc în rășină separat, deoarece Dacă sunt amestecate direct, poate apărea un incendiu sau o explozie. Secvența de introducere nu este esențială; este important ca fiecare componentă ulterioară să fie adăugată numai după amestecarea temeinică cu rășina precedentului.

Rășinile care conțin acceleratori pot fi depozitate pentru o perioadă de timp semnificativ mai lungă (până la 1 lună sau mai mult) decât cu adăugarea de inițiatori. În acest din urmă caz, termenul de valabilitate al amestecurilor nu depășește de obicei 10 zile.

Durata gelificării depinde de temperatură, compoziția rășinii, sistemul de inițiere, cantitatea de aditivi de întărire și la 20°C poate varia de la câteva minute la câteva ore.

O porțiune semnificativă de rășini poliesterice sunt prelucrate la temperaturi ridicate (80-160°C), iar peroxidul de benzoil, hiperise sau peroxidul dicu-mil sunt de obicei utilizate.

În această lucrare, rășina poliesterică nesaturată PN-15 a fost utilizată ca liant în producția de PCM armat. Întărirea acestei rășini este posibilă printr-un mecanism de lanț radical; prin urmare, substanțe precum peroxizii, care se descompun ușor odată cu formarea de radicali liberi activi, sunt utilizate în mod tradițional ca inițiatori ai întăririi sale. Scopul lucrării a fost dezvoltarea unui sistem de întărire neconvențional, accesibil și economic. Acest sistem de întărire ar trebui să asigure un grad înalt de conversie, rezistență crescută la căldură a liantului poliester în combinație cu o creștere a duratei de valabilitate admisibile a preimpregnatelor rezultate, îmbunătățind în același timp caracteristicile de rezistență ale PCM obținut din aceste preimpregnate. Totodată, au fost rezolvate problemele studierii influenței compoziției și cantității sistemului de întărire, a duratei de întărire, a temperaturii de întărire și a intensității constante a câmpului magnetic asupra gradului de conversie și a caracteristicilor materialelor rezultate. Prelucrarea magnetică a fost folosită pentru prima dată în producția de materiale pe bază de rășină poliesterică nesaturată. Gradul de conversie X a rășinilor oligomerice originale într-un produs de rețea insolubil în acetonă, determinat prin analiză sol-gel, a fost ales ca principală caracteristică cinetică.

Pentru a rezolva problemele, întărirea a fost efectuată sub influența surselor de radicali liberi: hidropirită, o soluție alcoolică de iod, un accelerator - acid naftionic cobalt. Întărirea rășinii PN-15 are loc prin mecanisme concurente - lanț radical și molecular. Al doilea mecanism necesită prezența unei componente care conține un număr mare de grupe funcționale reactive. Materia primă disponibilă, rășina anilină-fenol-formaldehidă SF-342 A, a fost aleasă ca astfel de componentă.

Când întăriți un liant poliester cu un sistem de întărire constând din rășină anilină-fenol-formaldehidă și o soluție alcoolică de iod, ar trebui să utilizați un amestec format dintr-o soluție de SF-342A, o soluție alcoolică de iod, raportul de masă de PN- 15, o soluție alcoolică de iod și rășină SF -342A, în limitele studiate, nu are practic niciun efect asupra cineticii de întărire într-un anumit regim temperatură-timp (Fig. 1 a), în timp ce o perioadă de inducție de până la 3 ore este observat. Prezența perioadelor de inducție este, în principiu, caracteristică proceselor în lanț radical.

Când se utilizează un sistem de întărire constând din hidropirită și rășină SF-342A pentru a întări un liant poliester, există și o perioadă de inducție, după care are loc o creștere bruscă a gradului de conversie. Cu o durată optimă a procesului de întărire de 3,5-4,5 ore, se atinge gradul maxim de conversie a rășinilor originale într-un produs de rețea.

În prezența substanțelor care se descompun cu formarea de radicali activi, se realizează rate de conversie de cel mult 60-70%, ceea ce poate fi explicat prin descompunerea prea rapidă și inutilă a inițiatorilor cu formarea de radicali activi instabili, care rapid dezactivează fără a avea timp să dezvolte lanțurile cinetice de întărire, ci mai degrabă active stabile, fără radicali formați.

Grade mai mari de conversie se obțin nu prin introducerea de inițiatori și acceleratori, ci prin utilizarea efectului de întărire reciprocă al rășinilor PN-15 și SF-342A. Rate de conversie de până la 85% sunt observate în timpul întăririi amestecurilor de rășini PN-15 și SF-342A, cu raportul lor de masă variind de la 8: 2,5 la 8: 3,0 (Fig. 1c).

Rășina SF-342A diferă de rășina PN-15 prin conținutul său mai mare de grupe funcționale reactive, dintre care principalele sunt grupările hidroxil ale unităților fenolice și grupările amino ale unităților anilină. În acest caz, rășina SF-342A, conținută într-o cantitate mai mică, acționează ca un întăritor în raport cu rășina poliesterică. Într-un mediu acid creat de unități fenolice, efectul de întărire al rășinii SF-342A

În toate aceste cazuri, se recomandă o creștere treptată a temperaturii, deoarece cu o încălzire mai rapidă, masa spumează cu produse de întărire gazoase, ceea ce este extrem de nedorit la producerea materialelor structurale. Dacă se respectă regimul temperatură-timp prezentat în Figura 2, materialul se dovedește a fi monolit.

Când se studiază un sistem format din PN-15: hidropirită: SF-342A (Fig. 1b), se observă un efect de undă al temperaturii asupra gradului de conversie a materialului rezultat. Temperatura optimă de întărire pentru această compoziție de sistem este de 120°C; creșterea în continuare a temperaturii de întărire este impracticabilă.

Analizând rezultatele obținute, putem spune că condițiile de temperatură au efecte diferite asupra sistemelor de întărire. De exemplu, atunci când se utilizează sistemul de întărire PN-15: soluție alcoolică de iod: SF-342A (Fig. 1a), pe măsură ce temperatura crește, gradul de conversie al materialului rezultat crește, de asemenea, indiferent de raportul de masă al componentelor a sistemului de întărire. O creștere semnificativă a gradului de conversie se observă la temperaturi ridicate (Fig. 2).

Orez.2. Influențătemperaturaregimpegradtransformăriprimitmaterial:

A) 1 - PN-15: hidropirită: SF-342A - (9 : 1 : 3 );

2 - PN-15: 1 : SF-342A - (9 : 4 : 2 ); 3 - PN-15: SF-342A - (8 : 2

Când se consideră un sistem format din PN-15: SF-342A, se observă o creștere monotonă a gradului de conversie odată cu creșterea temperaturii de întărire. Cu toate acestea, la o temperatură de întărire suficient de ridicată (170°C), nu a fost încă posibil să se obțină grade mari de conversie (90-97%), deși acest sistem este cel mai rațional și eficient în comparație cu sistemele de întărire pentru poliester. lianți testați în această lucrare.

Lucrarea a investigat, de asemenea, influența depunerii stratificate a componentelor (LSD) și a tratamentului magnetic (MT) asupra gradului de conversie și a caracteristicilor materialului rezultat. Ca materiale de umplutură au fost folosite fire tehnice (nitron, nailon, fir de viscoză). Odată cu introducerea diferitelor materiale de umplutură fibroase, gradul de conversie a materialelor compozite rezultate este redus la 62-64%. Cu toate acestea, odată cu utilizarea SNK și MO, aceasta crește la 87%. Odată cu creșterea intensității PMF (Fig. 3), gradul de transformare crește, absorbția de apă a materialelor rezultate scade, crește rezistența specifică la impact (au d) și efortul de rupere în timpul îndoirii statice (a i).

X, % materialedintensiuniPMP: A - nitron; ? - nailon; ȘI - VN (TensiuneNproporţionalputereactualJ ).

O creștere liniară a gradului de conversie se observă odată cu creșterea intensității câmpului magnetic extern.

Caracteristicile de rezistență cresc, de asemenea, odată cu creșterea tensiunii, datorită aderenței crescute între liant și umplutură. Câmpurile magnetice utilizate sunt de intensitate medie și puternică, iar creșterea în continuare a intensității este nepractică din punct de vedere tehnic.

concluzii

1. Pentru prima dată, a fost sintetizat un liant pe bază de PN-15 și SF-342A și au fost determinate caracteristicile PCM armat cu acești lianți. Au fost folosite noi metode de producere a PCM pentru a crește gradul de conversie. Pentru a crește gradele de conversie atinse, este necesară dezvoltarea în continuare a compoziției sistemului de întărire și a regimului temperatură-timp de întărire.2. Pentru prima dată, proprietățile PCM armat pe baza unui nou liant au fost reglementate prin tratament magnetic. Utilizarea metodelor de modificare utilizate mai devreme în această lucrare nu asigură un grad ridicat de conversie; cu toate acestea, utilizarea SNC și MO are un efect pozitiv asupra caracteristicilor materialelor bazate pe un liant de poliester, ceea ce face posibilă reglarea proprietăților a materialelor rezultate.

Literatură

1. Alperin V.I., Avrasin Ya.D., Teleshov V.A. - În cartea: Manual de materiale plastice. Ediția a II-a / Editat de V.M. Kataeva, V.A. Popova, B.I. Sazhina. - M.: Chimie, 1975, p. 442-512.

2. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. Material compozit pe bază de rășină poliesterică nesaturată. Pliant informativ, Saratov, CNTI, 2003 - Nr. 5.

3. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. // Mase plastice. - 2002. - Nr. 8. - P.33-35.

4. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N., Skobeleva I.V., Yashina O.V. Compozite polimerice armate pe bază de rășină esterică nesaturată PN-15/materiale compozite polimerice promițătoare. Tehnologii alternative. Reciclare. Aplicație. Ecologie (compozit-2001), 3-5 iulie 2001 Saratov: SSTU-S.120-122.

5. Brevet RF nr. 2232175, 2004.

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

    Gama de produse din beton polimeric produse de atelier pe baza de rasina poliesterica. Metoda și tehnologia de producere a acestora. Calculul materialului și fluxului de producție. Proiectarea unei unități de amestec de beton. Selectarea echipamentelor principale de proces.

    lucrare de curs, adăugată 07.07.2011

    Formulări de materiale de presare și chimie de proces. Gătirea și uscarea rășinilor resol și novolac. Metode de producere a materialelor plastice fenolice și prelucrare a acestora în produse. Principala materie primă pentru faolită și prepararea rășinii fenol-formaldehidice. Țevi și produse din textofaolit.

    rezumat, adăugat 22.06.2015

    Tehnologia de producere a rășinii organosilicioase. Calculul cantității de poluanți care intră în aer din echipamentele tehnologice. Evaluarea nivelului de poluare a aerului în zona de lucru în condiții normale și de urgență de funcționare a echipamentelor.

    teză, adăugată 16.11.2011

    Proprietăți și compoziție, prelucrarea chimică a colofoniului, producerea tipurilor sale modificate (alterate). Tehnologia granulării produselor pe bază de colofoniu. Adeziv colofoniu cu un conținut ridicat de rășină liberă. Domenii de aplicare a colofonii și terebentinei.

    rezumat, adăugat 17.12.2012

    Diagrama de stare a aliajului. Rășini, grupele și aplicațiile acestora. Efect piezoelectric direct și invers. Proprietăți, caracteristici, compoziții, aplicarea piezoelectricilor. Clasificarea și utilizarea materialelor de contact. Interpretarea claselor de aliaje MNMts 40-1,5 și MNMts 3-12.

    test, adaugat 21.11.2010

    Aplicarea rășinilor epoxidice în diverse industrii. Pregătirea materialelor izolante de etanșare, impregnare și ghiveci. Modele de mixere de mare viteză. Compoziția și densitatea masei de reacție. Coeficient de vâscozitate dinamică.

    lucrare curs, adaugat 18.06.2013

    Proiectarea producției de policaproamidă pentru firul tehnic cu o capacitate de 6 mii de tone pe an. Analiza fluxurilor de informații în domeniul producției și utilizării policaproamidei. Influența parametrilor procesului de polimerizare asupra proprietăților produsului.

    teză, adăugată 24.04.2012

    Rășini MQ (compuși organosilici oligomerici) și metode de preparare a acestora. Structura rășinilor MQ, proprietățile lor fizice și mecanice. Policondensarea hidrolitică a monomerilor organosilici. Trimetilsililarea silicaților și acizilor silicici.

    lucrare curs, adăugată 16.01.2015

    Istoria originii și dezvoltării rășinilor epoxidice, principalele lor proprietăți. Structura consumului total de rășini epoxidice în industrie. Metode de producție pentru acest material: polimerizare și întărire. Principalele utilizări ale rășinilor epoxidice.

    rezumat, adăugat 15.09.2012

    Automatizarea procesului tehnologic de turnare prin injecție a materialelor termoplastice. Caracteristicile produselor, materiilor prime și materialelor auxiliare. Descrierea procesului tehnologic. Caracteristicile tehnologice ale principalelor echipamente tehnologice.

Revoluția industrială, care a început la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea, a oferit lumii nu numai trecerea de la producție la producția de fabrică și înlocuirea muncii manuale cu munca la mașini, dar a devenit și începutul unei adevărate descoperiri în domeniu. de Chimie. Deja la mijlocul secolului trecut, oamenii cunoșteau tehnologiile de producere a rășinilor poliesterice, care astăzi sunt folosite peste tot în industrie și construcții.

  • Rășina poliesterică este un produs unic prin proprietățile sale, care este obținut ca urmare a unui proces complex de amestecare și prelucrare (așa-numita policondensare) a alcoolilor polihidroxilici, care sunt un produs al prelucrării petrochimice, acizii polibazici, precum și anhidridele și uleiuri vegetale

Aceste rășini sunt utilizate pe scară largă în aproape toate industriile (inginerie mecanică, construcții navale), în construcții, în producția de echipamente sportive (căști, plăci de surf) și în multe alte domenii. Acest lucru se datorează proprietăților unice pe care le au produsele finale pe bază de rășini poliesterice. Dacă vorbim de corpuri de transport cu apă, matrițe de injecție sau orice alte piese pentru fabricarea cărora sunt utilizate rășini de turnare, atunci aceasta înseamnă ușurință și rezistență; dacă vorbim de izolație (poliuretan spumat sau spumă tare), atunci acestea sunt minime. conductivitate termică, durabilitate și fiabilitate.

Rășinile poliesterice nu se tem de umiditate, sunt rezistente la schimbările de temperatură și stresul mecanic și sunt rezistente la substanțe chimice (cu excepția solvenților industriali). Sunt durabile (durata de viață a poliuretanilor spumati depășește 50 de ani) și sunt universale.

Deja în anii 50 ai secolului trecut, Statele Unite erau lider în volume de producție de rășini poliesterice pe bază de glicoli, xilitol, glicerină și acizi. Și până la sfârșitul anilor 50, o anumită cotă din producție a fost ocupată de rășini poliester prietenoase cu mediul, a căror bază de producție au fost uleiuri vegetale (ricin, floarea soarelui, soia, rapiță). Cu toate acestea, din anumite motive (volume mari de producție de petrol și disponibilitatea produselor petroliere, vectorul dezvoltării industriei petrochimice), producția de rășini prietenoase cu mediul a devenit mai puțin răspândită.

Astăzi situația se schimbă în direcția diametral opusă. Starea ecologică a planetei preocupă din ce în ce mai mult mintea oamenilor de știință sau reprezentanților organizațiilor de mediu, ci și a cetățenilor obișnuiți. Cu toate acestea, chiar și în Europa, ale cărei țări se poziționează ca lideri în producția de materii prime și produse ecologice, ponderea producției de polioli naturali este de aproximativ 2-3% din volumul producției de rășini poliesterice pe bază de produse petroliere. In Rusia insa, compania Ecotermix devine un adevarat inovator, deschizand productia de rasini poliesterice naturale pe baza de polioli obtinuti din uleiuri vegetale.

Rășini poliester prietenoase cu mediul

Utilizarea uleiurilor vegetale ca bază pentru producerea poliolilor naturali permite producerea de rășini poliesterice cu aceleași proprietăți (și uneori chiar mai mari performanțe) ca și în cazul utilizării produselor petroliere. Această tehnologie a fost decisă să fie adoptată ca bază pentru producția proprie a Ecotermix, deoarece producția de polioli ecologici din materii prime regenerabile are un efect pozitiv asupra stării ecologice a planetei, permițând o reducere a volumelor de producție de petrol.

  • Poliol – bază, componentă de bază pentru producerea rășinii poliesterice bicomponente sau a poliuretanului solid/spumat

Alcoxilarea și transesterificarea sunt două reacții principale, a căror apariție este asigurată de echipamente avansate de înaltă tehnologie în condiții de producție și în urma cărora este posibilă obținerea de polioli care conțin până la 70-80% substanțe regenerabile. De fapt, aceasta este o încercare de succes de a se îndepărta de utilizarea resurselor fosile și neregenerabile, a căror prelucrare este asociată cu daune semnificative aduse mediului. În plus, aceasta este independență completă față de situația de pe piața mondială a petrolului.

Avantajele utilizării de polioli naturali și rășini poliesterice

Utilizarea rășinilor poliester naturale și ecologice este asociată cu o serie de avantaje semnificative:

  • Posibilitatea reducerii impactului nociv asupra mediului prin reducerea producției de petrol și a volumelor de rafinare
  • Siguranța completă a produsului pentru oameni și mediu
  • Economii suplimentare de materiale - adesea rășinile poliester naturale sunt mai ieftine decât omologii lor fabricate din materii prime petrochimice

Compania Ecotermix vă oferă polioli naturali de o calitate excepțională obținute din uleiuri vegetale și produse din prelucrarea spumei poliuretanice rigide. Pe baza acestora, este posibil să se producă poliuretani spumati și rigidi și rășini de turnare. Poliolii naturali produși în producția noastră oferă produsului final cele mai înalte caracteristici de performanță. Mai mult decât atât, costul acestor polioli este mai mult decât atractiv!

Domenii de aplicare a rășinilor poliesterice

  • Rășini de uz general;
  • Rășini cu destinație specială;
  • Rășini cu emisii scăzute de stiren;
  • Rășini pentru piatră artificială;
  • Rășini utilizate în construcțiile navale;
  • Rășini pentru producția de fibră de sticlă;
  • Rășinile sunt slab inflamabile și se autosting;
  • Rășini pentru armarea plăcilor acrilice și ABS/PMMA;
  • Rășini utilizate în industria auto.

Prețurile pentru serviciile companiei noastre pot fi găsite în secțiune

Sau comandați o consultație la un specialist la un moment convenabil pentru dvs.!

Aplicație absolut gratuit si nu te obliga la nimic!

Rășina poliesterică este un material utilizat pe scară largă care este utilizat în diverse industrii. Îl poți folosi chiar și acasă dacă știi exact cum să lucrezi cu acest produs. Tehnologia trebuie respectată cu strictețe, doar în acest caz rezultatul va fi de înaltă calitate.

Fabricarea rășinilor

Poliesterii sunt produse petrochimice care provin din distilarea petrolului. Producția începe cu rafinarea petrolului, eliberând în cele din urmă următoarele componente: benzen, etilenă, propilenă. Aceste substanțe sunt apoi supuse diferitelor reacții chimice pentru a produce glicoli, acizi polibazici și antihidride. Ingredientele sunt combinate și fierte împreună pentru a forma o rășină de bază.

Producția de poliester finit implică diluarea rășinii de bază cu un solvent - stiren. Această substanță are o toxicitate ridicată; poate reprezenta până la ½ din produsul finit.

Această etapă de producție poate fi finală, iar produsul este trimis spre vânzare. Dar cel mai adesea schema trece la a doua etapă, în care o serie de aditivi sunt introduși în compoziție, în funcție de scopul materialului. Componentele suplimentare vor oferi proprietățile dorite. Acestea pot fi plastifianți, aditivi de legare, pigmenți (culori), etc.

Din momentul în care se încheie producția, perioada de valabilitate a amestecului este limitată. Faptul este că, după asamblarea finală, începe polimerizarea treptată a materialului sau întărirea. Cu cât produsul este păstrat mai mult timp, cu atât este mai proastă calitatea acestuia. Pentru a încetini polimerizarea, se folosește depozitarea în frigidere.

Înainte de aplicarea directă a rășinii, aceasta trebuie diluată în anumite proporții cu un întăritor, amestecat cu un activator, un catalizator, care va asigura reacția chimică necesară cu degajare de căldură, astfel încât masa va dobândi caracteristicile necesare - densitate, rezistență. , rezistenta la umiditate.

Producătorii produc produse monocomponente - trebuie să cumpărați suplimentar întăritori și materiale cu două componente pentru ele. Acestea din urmă includ două sticle - rășină și întăritor.

Caracteristicile materialelor

Rășinile poliesterice saturate par a fi un lichid asemănător mierii de culoare maro închis sau galben. De regulă, este transparent și nu are incluziuni străine. După amestecarea cu un întăritor, materialul se îngroașă, se transformă într-o stare asemănătoare jeleului, apoi devine ca un cauciuc și în cele din urmă se întărește. Materialul întărit în cele din urmă poate fi vopsit - vopseaua și lacul aderă bine.

Rășinile poliesterice au următoarele proprietăți:

  • conductivitate termică scăzută;
  • rezistență ridicată la umiditate;
  • durată lungă de viață a produselor finite;
  • rezistență la schimbări de temperatură, radiații UV și stres mecanic;
  • contracararea efectelor substanțelor chimice;
  • versatilitate, domeniu larg de aplicare;
  • aderență excelentă la fibră de sticlă, fibră de sticlă, hârtie, metal;
  • proprietăți de izolare electrică.

Dezavantajele materialului includ o contracție mai mare în comparație cu rășina epoxidică și o clasă de pericol ridicată pentru oameni. Materialul este toxic, lucrul necesită prudență.

Acum sunt produse rășini poliester moderne fără stiren. Spre deosebire de amestecurile anorganice, acestea nu conțin componente periculoase. Conține oleorezină, uleiuri vegetale (rapiță, soia, ricin). Poliolii ecologici sunt extrași din uleiuri - componentele de bază pentru producția de rășini poliesterice bicomponente. Poliuretanul spumat este preparat din polioli.

Scopul aplicatiei

Ce se poate face folosind rășini poliesterice? Domeniul de aplicare al acestora este foarte larg. In combinatie cu fibra de sticla fac posibila obtinerea fibrei de sticla cu gradul de transparenta dorit. Produsele realizate din acesta sunt disponibile în orice magazin de instalații sanitare, de exemplu, cabine de duș. Rășinile sunt incluse în vopsele și lacuri, amestecuri de adezivi și compuși polimerici pentru fabricarea de componente radio și echipamente electrice. Sunt introduse în mastice, chituri, compoziții pentru podele autonivelante și pentru podiumuri.

Fibra de sticlă este folosită la turnarea figurinelor și a articolelor de mercerie. Poliesterul este folosit pentru a impregna materiale poroase pentru a le sigila, de exemplu, pentru a stabiliza lemnul. Rășina poliesterică poate fi implicată în procesul de fabricație a materialelor plastice tip fagure, a altor materiale plastice, a plăcilor din fibre din lemn și a plăcilor din azbociment.

În construcțiile navale, rășinile pot fi folosite pentru:

  • conexiuni ale unor părți ale navelor, bărcilor;
  • etanșarea bărcilor;
  • garnituri de hublo;
  • procesarea cauzelor.

Rășina poliesterică este utilizată pentru repararea barelor de protecție auto; plasticul pe baza acesteia servește ca bază pentru fabricarea pieselor auto. Grunduri și chituri pentru automobile sunt realizate cu adaos de poliesteri. Fibra de sticlă, împreună cu coloranții, este folosită pentru turnarea corpurilor de iluminat, a pervazurilor, a cornișelor și a acoperișurilor. Metoda de turnare este folosită pentru a crea piatră artificială.

Mărci și producători

O varietate de rășini poliesterice sunt produse de la producători interni și străini. Pachetele din majoritatea rășinilor sunt de la 1 kilogram sau mai mult.

Neon S-1

Neon S-1 de la Rempolymer este o rășină tixotropă pre-accelerată care are vâscozitate scăzută și un nivel mediu de activitate chimică. Compoziția conține stiren și umpluturi de înaltă calitate. Produsul este considerat unul dintre cele mai bune pentru repararea bărcilor, bărcilor și reglajului automat. Oferă o contracție minimă, după diluare trebuie aplicat în 15 minute. Timpul de polimerizare este de 45 de minute.

Reflex

Reoflex Repair Resin sau rășina poliesterică Reflex este un agent de laminare, are o bază ortoftalică și o cantitate redusă de stiren. Descrierea afirmă că rășina are aderență ridicată la metal, vopsea și vopsea de acoperire cu lac, lemn, laminat și grunduri.

Acoperirea rezultată are o rezistență ridicată la deteriorări mecanice, vibrații și este rezistentă la schimbările de temperatură și influența lubrifianților, benzinei și uleiurilor. Adăugarea de componente speciale permite materialului să fie plastificat și utilizat pentru repararea barelor de protecție și umplerea golurilor din metal.

Rășină de turnare Norsodyne O-12335 AL

NorsodyneO-12335 AL este o rășină transparentă pre-accelerată cu rezistență ridicată la UV. Are un timp de gelatinizare destul de lung - 16 - 22 minute. Trebuie diluat cu întăritor Butanox într-un volum de 0,03% din masa totală. Folosit pentru prelucrarea materialelor poroase, cum ar fi adeziv pentru bărci de cauciuc, reparații auto. Poate fi folosit la temperaturi de la +15 grade.

Novol Plus 720

Novol Plus 720 (Novol Plus 720) este un alt produs popular care poate fi folosit pentru lipirea produselor din cauciuc, sigilarea găurilor, deschiderilor și consolidarea structurilor din plastic. Poate fi folosit pentru a repara remorci de camping, iahturi și caroserii auto.

Butanox este folosit ca întăritor; poate fi înlocuit cu pastă de peroxid de benzoil 50%. Rășina poliesterică are rezistență ridicată, șlefuire excelentă și poate fi acoperită cu chituri din poliester. Consumul de 1 m2 atunci când este folosit ca adeziv este mic; produsul poate fi folosit cu covoraș de sticlă.

Alte branduri

Puteți lipi diferite suprafețe și leminați folosind rășină poliesterică Eskim ES-1060. Compoziția este mai puțin vâscoasă decât majoritatea materialelor, deci este ușor de aplicat.

O proprietate specială este sensibilitatea scăzută la cantitatea de solvent și temperatura pentru întărire. Este ușor să adăugați orice colorant la rășină cu propriile mâini; rășina este compatibilă cu majoritatea pigmenților. Puteți adăuga ciment, talc, gips la produs și îl puteți folosi pentru a face podele autonivelante.

Rășina poliesterică Polipol 3401-A este un material ortoftalic cu contracție redusă și practic nu se deformează după întărire. Folosit pe scară largă pentru producția de containere rezistente chimic, piese pentru bărci, plimbări de distracție și piscine. Cât timp durează produsul să se usuce? Timpul de gelificare este de 30 de minute, întărirea ulterioară depinde de temperatura camerei.

Caracteristici ale rășinilor poliesterice nesaturate

Principala diferență dintre rășinile nesaturate și cele saturate este în compoziție, sau mai precis, în cantitatea anumitor componente. Produsele nesaturate sunt mai populare, deoarece polimerizarea lor nu necesită temperaturi ridicate; compozițiile se întăresc chiar și la +23 de grade. Un plus este mai puțin rău pentru sănătate - nu există eliberare de produse secundare.

Materialul este utilizat pentru fabricarea de plastic armat, izolație turnată, acoperire din fibră de sticlă, dispozitive radio și aparate electrice. Potrivit pentru corpurile bărcilor, bărcilor, iahturilor, utilizate în reparații auto și industria auto.

Solvenți, acceleratori și inhibitori

O componentă esențială a rășinii este solventul-monomer. Necesar pentru diluare, reducerea vâscozității (poliesterul în sine este foarte gros), ca participant la copolimerizare. Pentru a transfera materialul dintr-o stare lichidă în stare solidă, se folosesc catalizatori, de exemplu, hidroperoxid (permite poliesterul să-și dobândească proprietățile finale).

Acceleratorul este introdus în compoziție imediat sau adăugat pentru a stabiliza masa în timpul funcționării. De obicei, sărurile de cobalt acționează ca un accelerator. Fără aplicarea consecventă a unor astfel de substanțe, procesul de întărire va fi lent sau prematur și produsul finit va fi deteriorat.

Lucrul cu rășină poliesterică

În primul rând, ar trebui să măsurați cu precizie volumul de rășină și accelerator; proporțiile sunt întotdeauna indicate în instrucțiuni. Se recomandă să începeți lucrul cu o cantitate minimă de materiale - nu mai mult de 0,5 - 1 litru. Acceleratorul se adaugă treptat, apoi rășina este bine amestecată. Mișcările rapide sunt inacceptabile - acest lucru va permite mult aerului să intre în masă.

Când se introduce soluția, nuanța lichidului se poate schimba (devine albastru) și poate apărea o încălzire puternică. Dacă temperatura poliesterului a crescut, înseamnă că procesul de polimerizare a început.

Când este necesar să încetiniți întărirea, puteți pune recipientul cu masa într-un vas cu apă rece. Trecerea lichidului la o stare gelatinoasă înseamnă sfârșitul perioadei sale de utilizare. De obicei, acest proces durează 20-60 de minute. Este necesar să lipiți produsele sau să aplicați rășină pe suprafețe mai devreme; după gelatinizare, materialul nu mai poate fi mutat. În continuare, trebuie să așteptați polimerizarea completă - de la câteva ore la 2 zile, dar poliesterul își va dobândi proprietățile finale în 1 - 2 săptămâni.

Rășini de poliester și covorașe de sticlă

Covorașele de sticlă sunt din fibră de sticlă, tăiate în bucăți mici (până la 5 cm). Sunt conectate între ele și folosite ca fibra de sticlă. Poliesterul este folosit pentru a face covorașe de sticlă. Rezistența lor este mai mică decât cea a fibrei de sticlă datorită fibrelor mai scurte, dar sunt mult mai ușor de lucrat.

După impregnarea cu rășină, materialul devine ca un burete, se îndoaie bine și capătă forma dorită. Există covorașe de sticlă subțiri (voal de sticlă) și unele foarte groase, ca o pătură.

Fabricarea pietrei artificiale

În plus față de scopul propus, poliesterul este utilizat pe scară largă pentru fabricarea pietrei artificiale. Pentru a face acest lucru, rășina este amestecată cu umpluturi, așchii minerale, coloranți, polimeri și sticlă.

Pentru a face produse mari (blaturi, cornișe), se folosește metoda de turnare - umplutura este plasată într-o matriță și umplută cu rășină poliesterică. Așa fac produse din marmură cu propriile mâini - amestecă poliester și așchii de marmură artificială și le toarnă în forma dorită. Uscați produsul într-un dulap de uscare sub influența aerului cald.

Pericol și vătămare pentru oameni

Componentele nocive sunt prezente în aproape toate materialele de origine anorganică. Stirenul este deosebit de toxic; această substanță este foarte inflamabilă. Trebuie să lucrați întotdeauna cu poliester cu respectarea măsurilor de protecție. Ochii sunt protejați de vapori și stropiri cu ochelari speciali, iar organele respiratorii sunt protejate cu un respirator.

Cum se spală materialul dacă compoziția ajunge pe piele? Ar trebui să spălați imediat zona bine cu săpun, dar este mai bine să utilizați o compoziție specială pentru curățarea poliesterilor. Camera trebuie să fie bine ventilată; lucrul în apropierea surselor de incendiu este exclus. La stingerea unui incendiu este interzisă folosirea apei; trebuie folosit un stingător de incendiu sau nisip.

Se încarcă...Se încarcă...