Nasičene poliestrske smole imajo lahko različne sestave, visoke ali nizke molekulske mase, linearne ali razvejane, trdne ali tekoče, elastične ali toge, amorfne ali kristalne. Ta variabilnost, skupaj z dobro odpornostjo na svetlobo, vlago, temperaturo, kisik in mnoge druge snovi, je razlog, zakaj imajo nasičene poliestrske smole pomembno vlogo kot sredstva za tvorbo filma za premaze. Poleg tega se nasičene poliestrske smole uporabljajo v različnih industrijah, kot so proizvodnja steklenih vlaken, plastičnih izdelkov, poliuretanov, umetnega kamna itd.

Lastnosti NPS in tehnične značilnosti
Sintetične poliestrske smole so sintetični polimeri. Zgodovinsko so svoje ime prejeli zaradi dejstva, da so bili prvotno sintetizirani polimeri po strukturi in lastnostih podobni naravnim smolam, kot so šelak, kolofonija itd. Snovi, ki jih skupaj imenujemo "smole", imajo amorfno strukturo in so sestavljene iz sorodnih molekul neenake velikosti in različne strukture (homologi in izomeri). Smole so dobri dielektriki. Zanje je značilno, da nimajo določenega tališča (postopen prehod iz trdnega v tekoče), nehlapnost, topnost v organskih topilih, netopnost v vodi in sposobnost tvorbe filmov po izhlapevanju topila.
Študija nasičenih poliestrov se je začela leta 1901 s pripravo "gliptalne smole", sestavljene iz glicerina in anhidrida ftalne kisline. Industrijska proizvodnja teh alkidnih smol se je začela v dvajsetih letih prejšnjega stoletja. v ZDA. Nadaljnji razvoj proizvodnje nasičenih poliestrskih smol za barve in druge namene je bistveno odvisen od študija novih vrst surovin.
Nasičene poliestrske smole včasih imenujemo tudi alkidi brez olja, ker vsebujejo večino komponent, ki se uporabljajo v tradicionalnih alkidnih smolah, razen radikalov maščobnih kislin.
Struktura NPS, ki se uporablja v proizvodnji barv in lakov, je lahko razvejana ali nerazvejana (linearna). Prednostna struktura smole je v tem primeru amorfna (za doseganje boljše sposobnosti raztapljanja).
Razmislimo o glavnih značilnostih nasičenih poliestrskih smol, ki se uporabljajo pri proizvodnji barv in lakov.

Molekulska masa. Kopolimeri z visoko molekulsko maso (10.000-30.000) imajo običajno linearno strukturo. Tvorijo jih tereftalne in izoftalne kisline, alifatske dikarboksilne kisline in različni dioli. Dobro topnost v običajnih topilih dosežemo z izbiro ustrezne formulacije barve. V nekaterih primerih (laki za folije, tiskarske barve itd.) se kot filmotvorne snovi, ki se fizikalno sušijo, uporabljajo poliestri z visoko molekulsko maso. Vendar pa so optimalne lastnosti barvnih filmov dosežene le, če so modificirane s strukturotvornimi smolami. Posebni kristalni poliestri z visoko molekulsko maso se zdrobijo in uporabljajo kot praškaste barve, ki se v zadnjem času vse pogosteje uporabljajo ne le pri barvanju končnih izdelkov, temveč tudi pri premazovanju valjane in pločevine.
Za običajne barve in lake se uporabljajo poliestri z Mr 1500-4000. Linearni poliestri z nizko molekulsko maso imajo lahko molekulsko maso do 7000; razvejani poliestri imajo molekulsko maso do 5000. Takšne smole niso primerne za izdelavo barv, ki se fizikalno sušijo. Treba jih je obravnavati kot predpolimere za reakcijske sisteme s smolami, ki tvorijo strukturo. Razredi in aplikacije predpolimerov so predstavljeni v tabeli.

Razvrstitev nasičenih poliestrskih smol, ki se uporabljajo za proizvodnjo barv in lakov

Struktura	Razred	Povprečna Mr	Oblikovanje strukture snov	Aplikacija
	Linearna, z visoko molekulsko maso	10000-30000	Melaminske, benzogvanaminske smole	Premaz za tuljavo/pločevinko zabojniki, fleksibilna embalaža)
	Linearni, z nizko molekulsko maso	1000-7000	Melamin, blokirane poliizocianatne smole	Premaz za tuljavo/pločevinko (prevleke za valjano kovino/zabojniki, fleksibilna embalaža)avtomobilske in industrijske barve
	Razvejan, z nizko molekulsko maso, hidroksi-funkcionalen	1000-5000	Melamin, blokiran/proste poliizocianatne smole	Avtomobilske/industrijske barve, praškaste barve
	Razvejan, nizkomolekulski, karboksi funkcionalen	1000-5000	triglicidil izocianat,epoksi, melaminske smole	Praškasti premazi, vodotopne barve
	Nizka molekulska masa, vsebuje akrilatne skupine	1000-5000	Utrjevanje z električnim žarkom in UV	Premazi za papir/plastiko, tiskarske barve

Vir: Ullmannova enciklopedija industrijske kemije, šesta izdaja, 2002

Temperatura posteklenitve. Temperaturo posteklenitve Tg poliestrskih smol je mogoče spreminjati z izbiro ustreznih alifatskih surovin. Tg neplastificiranih aromatskih kopoliestrov je približno 70 °C, Tg kopoliestrov, tvorjenih iz cikloalifatskih glikolov, pa presega 100 °C. Alifatski poliestri z dolgimi metilenskimi verigami med estrskimi skupinami imajo Tg pod -100°C. Za postopek coil-coating je bolje uporabiti smole s temperaturo prehoda iz visoko elastičnega stanja v steklasto stanje nad 45 °C. Smola s temperaturo prehoda nad 45°C ima neurejeno (amorfno) strukturo in je topna v velikem številu organskih topil.

Topnost, kristaliničnost in združljivost. Topnost poliestra v veliki meri določata narava in količinsko razmerje njegovih sestavnih monomerov. Poliestri z urejeno strukturo so kristalni. Primera visoko kristaliziranih poliestrov sta polietilen glikol tereftalat in polibutilen tereftalat. Čeprav so zmerno ali visoko kristalizirani kopolimeri netopni v topilih, jih je mogoče uporabiti v barvah v prahu. Šibko kristalizirani kopolimeri se topijo na primer v ketonih in se uporabljajo predvsem za pridobivanje večslojnih lepil.
Nizka molekulska masa in nizek Tg ugodno vplivata na združljivost poliestrskih smol z drugimi snovmi, ki tvorijo film (akrilne, epoksi, amino smole, celulozni estri). Vsi NPC-ji niso združljivi med seboj. Na primer, poliestri, pridobljeni iz ftalne kisline, niso vedno združljivi z drugimi NPS.
Tabela povzema glavne značilnosti NPS in ocenjuje njihove prednosti in slabosti kot surovin za proizvodnjo prevlek za valjano kovino.

Glavne značilnosti nasičenih poliestrskih smol, ki se uporabljajo za izdelavo premazov za zvito kovino (prevleka v tuljavi/pločevinki)

Splošna kemijska formula
Lastnosti	Molekulska masa	1000-25000
	Temperatura posteklenitve	-70°С ÷110°С
	Trdno stanje	amorfne ali kristalne(T pl 100-250 °C)
	Struktura	linearni ali razvejani
	Reakcijske skupine	OH/COOH
	Topnost v amorfnih oblikah	estri, aromatski ogljikovodiki, ketoni
Prednosti	Širok izbor kompozicijDobro razmerje med močjo in elastičnostjoDober oprijem na kovino (največji za linearne NPS z visoko molekulsko maso)Dobra vremenska odpornost
Napake	Debelina filma je omejena na približno 30 µmV nekaterih V primerih, ko v končnem premazu ni mogoče doseči zahtevane stopnje zamreženosti

Vir: Degussa. Osnovna smola za coil coating

Tehnične značilnosti proizvedenih smol (specifikacije) morajo vključevati osnovne parametre, kot so viskoznost, kislinsko število, hidroksilno število, vsebnost trdne snovi, barva (po Gardnerjevi barvni lestvici), topila. Dodatni parametri, navedeni v specifikaciji, so lahko gostota izdelka, temperatura vžiga, temperatura posteklenitve, molekulska masa in vsebnost nehlapnih snovi. Navedene so tudi značilnosti delovanja in področja uporabe izdelka. Specifikacija podaja preskusne metode/standarde, s katerimi so bili določeni indikatorji.
Odvisno od namena poliestrskih smol je lahko koeficient kislosti od 0 do 100 mg KOH / g, hidroksidno število - od 0 do 150 mg KOH / g.
Približne tehnične značilnosti oljnih črpalk, proizvedenih za coil coating, lahko predstavimo na naslednji način:

Tehnične značilnosti NPS

Kazalo	Pomen*	Enota sprememba
Viskoznost, 23 ºC	1-8	Pass
Gardnerjeva barvna lestvica	0-3	-
TV vsebine in-va	39-71	%
Kislinsko število, 100%	0-12	mg KOH/g
Hidroksilno število	0-120	mg KOH/g
Gostota, 23 ºC	1040-1075	kg/m3
Plamenišče	22-70 in več	°C
Temperatura posteklenitve	8-70	°C

* Razpon vrednosti je podan za najbolj znane smole evropske in kitajske proizvodnje. Specifikacija za vsako smolo navaja razpon vrednosti, ki ustreza njenim značilnostim (3,5-4,5 Pa.s, 100-120 mg KOH/g itd.)

Glede na tehnološke značilnosti linije za barvanje kovin in lastnosti končnega izdelka, ki ga nameravamo pridobiti, se izberejo smole, na podlagi katerih se izdelajo ustrezni barvni materiali. Zlasti se upoštevajo temperatura utrjevanja, združljivost z drugimi komponentami barvnih materialov in odpornost na vplive, pod katerimi se namerava uporabljati barvani valjani kovinski izdelek.
Lastnosti smole določajo tudi vrsto lakirnega materiala, ki bo iz nje pridobljen. To so lahko temeljni premazi, emajli, barve, namenjene različnim stopnjam premazovanja navitih kovin (glej poglavje o opisu postopka coilcoating).

Strukturiranje NPS
NPS, ki se uporabljajo v proizvodnji barv in lakov, je treba v večini primerov strukturirati z mešanjem s strukturotvornimi amino, melaminskimi, benzogvanaminskimi ali epoksi smolami. Iz tega razloga lahko formulacije smol vključujejo naslednje kemične spojine, ki prečno povezujejo linearne polimere: amino skupine, izocianatne skupine in epoksi skupine. Izbira skupine je odvisna od končne uporabe smol.
Oblikovanje strukture je možno tudi z uporabo katalizatorja. Če je potrebna tvorba strukture pri sobni temperaturi, se kot zamreževalno sredstvo uporabijo poliizocianatne smole.
S formaldehidom modificirane amino smole (melaminske, benzogvanaminske in polisečninske smole) so najpomembnejše smole, ki se uporabljajo za termično utrjevanje poliestrskih smol, ki vsebujejo hidroksilno funkcionalno skupino. V domači industriji se materiali na osnovi amino- in poliestrskih smol imenujejo oligo-amino-formaldehidne smole. Razmerje poliester/amino smola je običajno med 95:5 in 60:40 (100% poliester).
Primeri spojin, ki vsebujejo epoksi skupine, so epoksi smole difenilolpropan A (npr. Epikote 828™, Epikote 1001™ in Epikote 1004™, ki jih proizvaja Shell), hidrogenirane epoksi spojine difenilolpropan A, alifatske epoksi spojine, epoksidirani alkidi, epoksidirana olja (npr. epoksidirana laneno olje ali sojino olje).olje), epoksidirani borati in triglicidil izocianurat. Razmerje karboksil:epoksid je običajno med 0,85:1 in 1:0,85. Praškasti premazi so običajno toplotno utrjene karboksi-funkcionalne poliestrske smole z epoksi smolami (te mešanice se imenujejo hibridne smole).
Primeri spojin, ki zamrežijo linearne poliestre, ki vsebujejo izocianatne skupine - heksametilen diizocianat ((HDI), toluen diizocianat (TDI), izoforon diizocianat (IPDI), tetrametilksilen diizocianat (TMXDI), 3,4 izocianat metil-1 metil-cikloheksil izocianat (IMCI) , njihove dimerje in trimerje .S kombinacijo poliestrskih in poliizocianatnih smol nastanejo dvokomponentne poliuretanske barve.
Za pospešitev reakcije termičnega strjevanja se uporabljajo katalizatorji (kot je benziltimetilaminijev klorid ali 2-metilimidazol). Katalizatorji za strjevanje poliestrske smole so močne kisline, kot so sulfonska kislina, mono- in dialkil fosfat, butil fosfat in butil maleat.
Vsebnost katalizatorja je običajno od 0,1 do 5% (odvisno od smole).

Primeri zamreževalnih sredstev, ki se uporabljajo pri izdelavi premazov za tuljave

Melaminske smole
Blokirane poliizocianatne smole
Epoksi

- poliestrske smole za splošno uporabo pridobljen z zaestrenjem propilen glikola z mešanico ftalnih in maleinskih anhidridov. Razmerje ftalnih in maleinskih anhidridov je lahko od 2:1 do 1:2. Nastala poliestrska alkidna smola se zmeša s stirenom v razmerju 2:1. Ta vrsta smole ima širok spekter uporabe: uporabljajo se za izdelavo palet, čolnov, delov tuš kabine, bazenov in rezervoarjev za vodo.

- elastične poliestrske smole Namesto anhidrida ftalne kisline se uporabljajo linearne dibazične kisline (adipinska ali sebacinska). Nastane bolj elastična in mehka nenasičena poliestrska smola. Elastičnost smole daje tudi uporaba dietilen ali dipropilen glikola namesto propilen glikola. Dodajanje takšnih poliestrskih smol trdim smolam za splošno uporabo zmanjša njihovo krhkost in jih olajša obdelavo. Ta učinek se uporablja pri izdelavi litih poliestrskih gumbov. Takšne smole se pogosto uporabljajo za dekorativno ulivanje v pohištveni industriji in pri izdelavi okvirjev za slike. Da bi to naredili, se celulozna polnila (na primer mlete lupine orehov) vnesejo v elastične smole in vlijejo v kalupe iz silikonske gume. Fino reprodukcijo lesenih rezbarij je mogoče doseči z uporabo kalupov iz silikonske gume, ulitih neposredno iz originalnih rezbarij.

- elastične poliestrske smole zasedajo vmesni položaj med togimi smolami za splošno uporabo in elastičnimi. Uporabljajo se za izdelavo izdelkov, odpornih na udarce, kot so igralne žoge, varnostne čelade, ograje, deli avtomobilov in letal. Za pridobivanje takšnih smol se namesto anhidrida ftalne kisline uporablja izoftalna kislina. Postopek poteka v več fazah. Prvič, reakcija izoftalne kisline z glikolom proizvede poliestrsko smolo z nizkim kislinskim številom. Nato dodamo anhidrid maleinske kisline in nadaljujemo z zaestrenjem. Posledično dobimo poliestrske verige s prevladujočo razporeditvijo nenasičenih fragmentov na koncih molekul ali med bloki, sestavljenimi iz glikol-izoftalnega polimera

- poliestrske smole z nizkim krčenjem Pri oblikovanju poliestra, ojačenega s steklenimi vlakni, razlika v krčenju med smolo in steklenimi vlakni povzroči nastanek lukenj na površini izdelka. Uporaba poliestrskih smol z nizkim krčenjem ta učinek zmanjša, nastali liti izdelki pa ne zahtevajo dodatnega brušenja pred barvanjem, kar je prednost pri izdelavi avtomobilskih delov in gospodinjskih električnih aparatov. Poliestrske smole z nizkim krčenjem vključujejo termoplastične komponente (polistiren ali polimetil metakrilat), ki so le delno raztopljene v prvotni sestavi. Med strjevanjem, ki ga spremlja sprememba faznega stanja sistema, nastanejo mikropraznine, ki kompenzirajo običajno krčenje polimerne smole.

- vremensko odporne poliestrske smole, ne sme porumeneti, ko je izpostavljen sončni svetlobi, zato so njegovi sestavi dodani absorberji ultravijoličnega sevanja. Stiren lahko nadomestimo z metil metakrilatom, vendar le delno, ker metil metakrilat slabo deluje z dvojnimi vezmi fumarne kisline, ki je del poliestrske smole. Ta vrsta smole se uporablja pri izdelavi premazov, zunanjih plošč in lantern streh.

- kemično odporne poliestrske smole estrske skupine zlahka hidrolizirajo alkalije, zaradi česar je nestabilnost poliestrskih smol na alkalije njihova temeljna pomanjkljivost. Povečanje ogljikovega skeleta prvotnega glikola povzroči zmanjšanje deleža eterskih vezi v smoli. Tako imajo smole, ki vsebujejo "bisglikol" (produkt reakcije bisfenola A s propilen oksidom) ali hidrogenirani bisfenol, znatno manjše število estrskih vezi kot ustrezna smola za splošno uporabo. Takšne smole se uporabljajo v proizvodnji delov kemične opreme - izpušnih nap ali omaric, teles in rezervoarjev kemičnih reaktorjev, pa tudi cevovodov.

- ognjevarne poliestrske smole Povečanje odpornosti smole proti vžigu in zgorevanju je doseženo z uporabo halogeniranih dibazičnih kislin, kot so tetrafluoroftalna, tetrabromoftalna in klorendinska kislina, namesto anhidrida ftalne kisline. Dodatno povečanje požarne odpornosti dosežemo z vnosom različnih inhibitorjev gorenja v smolo, kot so estri fosforjeve kisline in antimonov oksid. Ognjevarne poliestrske smole se uporabljajo pri izdelavi izpušnih nap, električnih komponent, strukturnih plošč in trupov nekaterih vrst mornariških plovil.

- smole za posebne namene. Na primer, uporaba trialil izocianurata namesto stirena znatno izboljša toplotno odpornost smol. Posebne smole se lahko strdijo z UV sevanjem z dodajanjem fotosenzibilnih sredstev, kot je benzoin ali njegovi etri.

Epoksi smole - oligomeri, ki vsebujejo epoksi skupine in so sposobni tvoriti zamrežene polimere pod delovanjem trdilcev. Najpogostejše epoksidne smole so produkti polikondenzacije epiklorohidrina s fenoli, največkrat z bisfenolom A.

n lahko doseže 25, vendar najpogosteje najdemo epoksidne smole s številom epoksi skupin manj kot 10. Višja kot je stopnja polimerizacije, debelejša je smola. Nižje kot je število, navedeno na smoli, več epoksi skupin vsebuje smola.

Lastnosti epoksidnih polimerov:

ü možnost njihovega pridobivanja v tekočem in trdnem stanju,

ü odsotnost hlapnih snovi med sušenjem,

ü sposobnost strjevanja v širokem temperaturnem območju,

ü rahlo krčenje,

ü netoksičen v strjenem stanju,

ü visoke vrednosti adhezivne in kohezijske trdnosti,

ü kemična odpornost.

Epoksi smolo je prvi proizvedel francoski kemik Castan leta 1936. Epoksidna smola se pridobiva s polikondenzacijo epiklorohidrina z različnimi organskimi spojinami: od fenola do jedilnih olj (epoksidacija). Dragocene vrste epoksi smol se pridobivajo s katalitično oksidacijo nenasičenih spojin.

Za uporabo smole potrebujete trdilec. Trdilec je lahko polifunkcionalni amin ali anhidrid, včasih kislina. Uporabljajo se tudi katalizatorji strjevanja. Po mešanju s trdilcem lahko epoksidno smolo strdimo – pretvorimo v trdno, netaljivo in netopno stanje. Obstajata dve vrsti utrjevalcev: hladno strjevanje in vroče strjevanje. Če je polietilen poliamin (PEPA), se bo smola strdila v enem dnevu pri sobni temperaturi. Anhidridni trdilci zahtevajo 10 ur časa in segrevanje na 180 °C v toplotni komori.

Reakcija strjevanja ES je eksotermna. Hitrost strjevanja smole je odvisna od temperature zmesi. Višja kot je temperatura, hitrejša je reakcija. Njegova hitrost se podvoji, ko se temperatura dvigne za 10° C in obratno. Vse možnosti za vplivanje na hitrost strjevanja se spuščajo na to osnovno pravilo. Poleg temperature je čas polimerizacije odvisen tudi od razmerja med površino in maso smole. Na primer, če 100 g mešanice smole in trdilca preide v trdno stanje v 15 minutah pri začetni temperaturi 25 °C, potem teh 100 g, enakomerno porazdeljenih na površini 1 m2, polimerizira v več kot dve uri.

Da je epoksidna smola skupaj z trdilcem v strjenem stanju bolj plastična in se ne zlomi (razpoka), je treba dodati mehčala. Tako kot trdilci so različni, vendar so vsi namenjeni temu, da smoli dajejo plastične lastnosti. Najpogosteje uporabljen mehčalec je dibutil ftalat.

Tabela - Nekatere lastnosti nemodificiranih in nepolnjenih dianskih epoksi smol.

Značilno ime	Pomen
Gostota pri 20 °C, g/cm3	1,16÷1,25
Temperatura posteklenitve, °C	60÷180
Toplotna prevodnost, W/(m×K)	0,17÷0,19
Specifična toplotna kapaciteta, kJ/(kg K)	0,8÷1,2
Temperaturni koeficient linearne ekspanzije, °C -1	(45÷65) 10 -6
Toplotna odpornost po Martensu, °C	55÷170
Absorpcija vode v 24 urah, %	0,01÷0,1
Natezna trdnost, MN/m2	40÷90
Modul elastičnosti (pod kratkotrajno obremenitvijo), GN/m 2	2,5÷3,5
Udarna trdnost, kJ/m 2	5÷25
Relativna razširitev, %	0,5÷6
Dielektrična konstanta pri 20 °C in 1 MHz	3,5÷5
Specifični volumetrični električni upor pri 20 °C, Ohm cm	10 14 ÷10 16
Tangens dielektrične izgube pri 20 °C in 1 MHz	0,01÷0,03
Električna trdnost pri 20°C, MV/m	15÷35
Prepustnost vlage, kg/(cm sec n/m 2)	2,1 10 -16
Coeff. difuzija vode, cm 2 / h	10 -5 ÷10 -6

Epoksidne smole razredov ED-22, ED-20, ED-16, ED-10 in ED-8, ​​​​ki se uporabljajo v električni, radio-elektronski industriji, letalstvu, ladjah in strojništvu, v gradbeništvu kot komponenta mase za vlivanje in impregniranje, lepila, tesnilne mase, veziva za armirano plastiko. Raztopine epoksidnih smol znamk ED-20, ED-16, E-40 in E-40R v različnih topilih se uporabljajo za izdelavo emajlov, lakov, kitov in kot polizdelki za proizvodnjo drugih epoksi smol. , mešanice za zalivanje in lepila.

Epoksidne smole, modificirane z mehčali - za impregnacijo se uporabljajo smole znamk K-153, K-115, K-168, K-176, K-201, K-293, UP-5-132 in KDZh-5-20, polivanje, ovojanje in tesnjenje delov in kot lepila, elektroizolacijske ulivne mase, izolacijske in zaščitne prevleke, veziva za steklena vlakna. Sestava blagovne znamke K-02T se uporablja za impregnacijo večplastnih izdelkov za navijanje z namenom njihovega cementiranja, povečanja odpornosti proti vlagi in električnih izolacijskih lastnosti.

Modificirane epoksidne smole znamke EPOFOM se uporabljajo v različnih industrijskih in civilnih objektih kot protikorozijski premazi za zaščito kovinskih in betonskih gradbenih konstrukcij ter kapacitivne opreme pred vplivi kemično agresivnih okolij (zlasti kislin, alkalij, naftnih derivatov, industrijskih in kanalizacijskih odpadkov). ), padavine in visoka vlažnost . Te smole se uporabljajo tudi za hidroizolacijo in monolitne samorazlivne premaze betonskih tal, temeljni premaz in nanašanje zaključnega sloja. Na osnovi smole blagovne znamke EPOFOM so pridobljeni sestavki za vlivanje in impregniranje z visoko vsebnostjo ojačitvenih tkanin in polnil, kompozitni materiali in premazi, odporni proti obrabi. EPOFOM se uporablja kot impregnacijski sestavni del cevnega materiala za popravilo in obnovo cevovodov kanalizacijskih omrežij, tlačnih omrežij za oskrbo s hladno in toplo vodo brez njihove demontaže in odstranjevanja cevi iz tal (metoda brez izkopa).

Sestavine blagovne znamke EZP se uporabljajo za premazovanje posod za shranjevanje vina, mleka in drugih tekočih prehrambenih izdelkov ter različnih vrst tekočih goriv (bencin, petrolej, kurilno olje itd.).

Fenol-formaldehidne smole. Leta 1909 je Baekeland poročal o materialu, ki ga je pridobil in ga je imenoval bakelit. Ta fenol-formaldehidna smola je bila prva sintetična duroplastna plastika, ki se pri visokih temperaturah ni zmehčala. Z izvedbo reakcije kondenzacije formaldehida in fenola je dobil polimer, za katerega ni našel topila.

Fenolformaldehidne smole so produkti polikondenzacije fenolov ali njihovih homologov (krezoli, ksilenoli) s formaldehidom. Glede na razmerje reaktantov in naravo katalizatorja nastanejo termoplastične (novolac) ali termoreaktivne (resol) smole. Novolačne smole so pretežno linearni oligomeri, v katerih molekulah so fenolna jedra povezana z metilenskimi mostovi in ​​skoraj ne vsebujejo metilolnih skupin (-CH 2 OH).

Rezolne smole so mešanica linearnih in razvejanih oligomerov, ki vsebujejo veliko število metilolnih skupin, sposobnih nadaljnjih transformacij.

Lastnosti FFS:

ü po naravi - trdne, viskozne snovi, ki se v proizvodnjo dobavljajo v obliki prahu;

ü za uporabo kot matriks, taljenje ali raztapljanje v alkoholnem topilu;

ü Mehanizem utrjevanja rezolnih smol je sestavljen iz 3 stopenj. Na stopnji A je smola (resol) po fizikalnih lastnostih podobna novolakom, ker raztaplja in tali, na stopnji B se smola (rezitol) pri segrevanju lahko zmehča in nabrekne v topilih, na stopnji C se smola (rezitol) ne tali ali raztopi;

ü za strjevanje novolačnih smol je potreben trdilec (običajno se doda metenamin, 6-14% teže smole);

ü jih je enostavno spreminjati in spreminjati.

Fenolna smola je bila najprej uporabljena kot enostavno oblikovan visokokakovosten izolator, ki je ščitil pred visokimi temperaturami in električnim tokom, nato pa je postala glavni material sloga Art Deco. Skoraj prvi komercialni izdelek, pridobljen s stiskanjem bakelita, so bili konci okvirja visokonapetostne tuljave.Fenol-formaldehidna smola (FFR) se v industriji proizvaja od leta 1912. V Rusiji je bila proizvodnja litih resitov pod imenom karbolit. organiziran v letih 1912÷1914.

Fenol-formaldehidna veziva se utrjujejo pri temperaturah 160-200 °C z uporabo pomembnega tlaka reda 30-40 MPa in več. Nastali polimeri so stabilni pri dolgotrajnem segrevanju na 200 °C in so za omejen čas sposobni vzdržati učinke višjih temperatur več dni pri temperaturah 200-250 °C, več ur pri 250-500 °C, nekaj minut pri temperaturah 500-500°C 1000°C. Razgradnja se začne pri temperaturi okoli 3000°C.

Pomanjkljivosti fenol-formaldehidnih smol vključujejo njihovo krhkost in veliko volumetrično krčenje (15-25%) med utrjevanjem, povezano s sproščanjem velike količine hlapnih snovi. Da bi dobili material z nizko poroznostjo, je treba med oblikovanjem uporabiti visoke pritiske.

Fenol-formaldehidne smole blagovnih znamk SFZh-3027B, SFZh-3027V, SFZh-3027S in SFZh-3027D so namenjene za proizvodnjo toplotnoizolacijskih izdelkov na osnovi mineralne volne, steklenih vlaken in za druge namene. Fenol-formaldehidna smola razreda SFZh-3027S je namenjena za proizvodnjo penaste plastike razreda FSP.

Na podlagi FPS se izdelujejo različne plastike, imenovane fenoplasti. Večina jih poleg veziva (smole) vsebuje tudi druge sestavine (polnila, mehčala itd.). V izdelke jih predelujejo predvsem s stiskanjem. Stiskalnice so lahko pripravljene na osnovi novolačnih in rezolnih smol. Glede na uporabljeno polnilo in stopnjo mletja so vsi stiskalni materiali razdeljeni na štiri vrste: praškasti (stiskalni prah), vlaknasti, drobtinasti in slojeviti.

Oznaka stiskalnih praškov je najpogosteje sestavljena iz črke K, ki označuje besedno sestavo, številke smole, na osnovi katere je ta stiskalni material izdelan, in številke, ki ustreza številki polnila. Vse stiskalne praške lahko glede na njihov namen razdelimo v tri velike skupine:

Praški za tehnične in gospodinjske izdelke (K-15-2, K-18-2, K-19-2, K-20-2, K-118-2, K-15-25, K-17-25 itd.) itd.) so izdelani na osnovi novolačnih smol. Izdelki iz njih ne smejo biti izpostavljeni večjim mehanskim obremenitvam, visokonapetostnemu toku (več kot 10 kV) in temperaturam nad 160°C.

Praški za elektroizolacijske izdelke (K-21-22, K211-2, K-211-3, K-211-4, K-220-21, K-211-34, K-214-2 itd.) so izdelani v večini primerov na osnovi rezolnih smol. Izdelki lahko prenesejo tokovne napetosti do 20 kV pri temperaturah do 200°C.

Praški za izdelke za posebne namene imajo povečano odpornost na vodo in toploto (K-18-42, K-18-53, K-214-42 itd.), Povečano kemično odpornost (K-17-23. K-17-36). , K-17-81, K-18-81 itd.), povečana udarna trdnost (FKP-1, FKPM-10 itd.) itd.

Vlaknene stiskalnice so pripravljene na osnovi rezolnih smol in vlaknastega polnila, s pomočjo katerih je mogoče povečati nekatere mehanske lastnosti plastičnih mas, predvsem specifično udarno trdnost.

Vlakna so stiskalnice na osnovi polnila - bombažne celuloze. Trenutno se proizvajajo tri vrste steklenih vlaken: steklena vlakna, steklena vlakna visoke trdnosti in vrvica iz steklenih vlaken. Na osnovi azbesta in rezolne smole se proizvajajo stiskalni materiali razredov K-6, K-6-B (namenjeni za izdelavo kolektorjev) in K-F-3, K-F-Z-M (za zavorne ploščice). Stiskalni materiali, ki vsebujejo steklena vlakna, se imenujejo steklena vlakna. Ima višjo mehansko trdnost, vodo in toplotno odpornost kot drugi vlaknasti materiali za stiskanje.

Drobtinaste stiskalnice so narejene iz rezolne smole in kosov (drob) različnih tkanin, papirja in lesenega furnirja. Imajo povečano specifično udarno moč.

Slojeviti stiskalni materiali se proizvajajo v obliki velikih listov, plošč, cevi, palic in oblikovanih izdelkov. Odvisno od vrste polnila (osnove) se ploščato laminirana plastika proizvaja v naslednjih vrstah: tekstolit - na bombažni tkanini, steklena vlakna - na stekleni tkanini, azbestni tekstolit - na azbestni tkanini, getinax - na papirju, leseno laminirana plastika - na leseni furnir.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Poglavje 1. Nasičene poliestrske smole: lastnosti in uporaba

Nasičene poliestrske smole imajo lahko različne sestave, visoke ali nizke molekulske mase, linearne ali razvejane, trdne ali tekoče, elastične ali toge, amorfne ali kristalne. Ta variabilnost, skupaj z dobro odpornostjo na svetlobo, vlago, temperaturo, kisik in mnoge druge snovi, je razlog, zakaj imajo nasičene poliestrske smole pomembno vlogo kot sredstva za tvorbo filma za premaze. Poleg tega se nasičene poliestrske smole uporabljajo v različnih industrijah, kot so proizvodnja steklenih vlaken, plastičnih izdelkov, poliuretanov, umetnega kamna itd.

Lastnosti NPS in tehnične značilnosti

Sintetične poliestrske smole so sintetični polimeri. Zgodovinsko so svoje ime prejeli zaradi dejstva, da so bili prvotno sintetizirani polimeri po strukturi in lastnostih podobni naravnim smolam, kot so šelak, kolofonija itd. Snovi, ki jih skupaj imenujemo "smole", imajo amorfno strukturo in so sestavljene iz sorodnih molekul neenake velikosti in različne strukture (homologi in izomeri). Smole so dobri dielektriki. Zanje je značilno, da nimajo določenega tališča (postopen prehod iz trdnega v tekoče), nehlapnost, topnost v organskih topilih, netopnost v vodi in sposobnost tvorbe filmov po izhlapevanju topila.

Študija nasičenih poliestrov se je začela leta 1901 s pripravo "gliptalne smole", sestavljene iz glicerina in anhidrida ftalne kisline. Industrijska proizvodnja teh alkidnih smol se je začela v dvajsetih letih prejšnjega stoletja. v ZDA. Nadaljnji razvoj proizvodnje nasičenih poliestrskih smol za barve in druge namene je bistveno odvisen od študija novih vrst surovin.

Nasičene poliestrske smole včasih imenujemo tudi alkidi brez olja, ker vsebujejo večino komponent, ki se uporabljajo v tradicionalnih alkidnih smolah, razen radikalov maščobnih kislin.

Struktura NPS, ki se uporablja v proizvodnji barv in lakov, je lahko razvejana ali nerazvejana (linearna). Prednostna struktura smole je v tem primeru amorfna (za doseganje boljše sposobnosti raztapljanja).

Razmislimo o glavnih značilnostih nasičenih poliestrskih smol, ki se uporabljajo pri proizvodnji barv in lakov.

Molekulska masa

Kopolimeri z visoko molekulsko maso (10.000-30.000) imajo običajno linearno strukturo. Tvorijo jih tereftalne in izoftalne kisline, alifatske dikarboksilne kisline in različni dioli. Dobro topnost v običajnih topilih dosežemo z izbiro ustrezne formulacije barve. V nekaterih primerih (laki za folije, tiskarske barve itd.) se kot filmotvorne snovi, ki se fizikalno sušijo, uporabljajo poliestri z visoko molekulsko maso. Vendar pa so optimalne lastnosti barvnih filmov dosežene le, če so modificirane s strukturotvornimi smolami. Posebni kristalni poliestri z visoko molekulsko maso se zdrobijo in uporabljajo kot praškaste barve, ki se v zadnjem času vse pogosteje uporabljajo ne le pri barvanju končnih izdelkov, temveč tudi pri premazovanju valjane in pločevine.

Za običajne barve in lake se uporabljajo poliestri z Mr 1500-4000. Linearni poliestri z nizko molekulsko maso imajo lahko molekulsko maso do 7000; razvejani poliestri imajo molekulsko maso do 5000. Takšne smole niso primerne za izdelavo barv, ki se fizikalno sušijo. Treba jih je obravnavati kot predpolimere za reakcijske sisteme s smolami, ki tvorijo strukturo. Razredi in aplikacije predpolimerov so predstavljeni v tabeli.

Temperaturastekleni prehod. Temperaturo posteklenitve Tg poliestrskih smol je mogoče spreminjati z izbiro ustreznih alifatskih surovin. Tg neplastificiranih aromatskih kopoliestrov je približno 70 °C, Tg kopoliestrov, tvorjenih iz cikloalifatskih glikolov, pa presega 100 °C. Alifatski poliestri z dolgimi metilenskimi verigami med estrskimi skupinami imajo Tg pod – 100°C. Za postopek coil-coating je bolje uporabiti smole s temperaturo prehoda iz visoko elastičnega stanja v steklasto stanje nad 45 °C. Smola s temperaturo prehoda nad 45°C ima neurejeno (amorfno) strukturo in je topna v velikem številu organskih topil.

topnost,kristaliničnostinkompatibilnost. Topnost poliestra v veliki meri določata narava in količinsko razmerje njegovih sestavnih monomerov. Poliestri z urejeno strukturo so kristalni. Primera visoko kristaliziranih poliestrov sta polietilen glikol tereftalat in polibutilen tereftalat. Čeprav so zmerno ali visoko kristalizirani kopolimeri netopni v topilih, jih je mogoče uporabiti v barvah v prahu. Šibko kristalizirani kopolimeri se topijo na primer v ketonih in se uporabljajo predvsem za pridobivanje večslojnih lepil.

Nizka molekulska masa in nizek Tg ugodno vplivata na združljivost poliestrskih smol z drugimi snovmi, ki tvorijo film (akrilne, epoksi, amino smole, celulozni estri). Vsi NPC-ji niso združljivi med seboj. Na primer, poliestri, pridobljeni iz ftalne kisline, niso vedno združljivi z drugimi NPS.

Tabela povzema glavne značilnosti NPS in ocenjuje njihove prednosti in slabosti kot surovin za proizvodnjo prevlek za valjano kovino.

Glavne značilnosti nasičenih poliestrskih smol, ki se uporabljajo za izdelavo premazov za zvito kovino (prevleka v tuljavi/pločevinki)

Tehnične značilnosti proizvedenih smol (specifikacije) morajo vključevati osnovne parametre, kot so viskoznost, kislinsko število, hidroksilno število, vsebnost trdne snovi, barva (po Gardnerjevi barvni lestvici), topila. Dodatni parametri, navedeni v specifikaciji, so lahko gostota izdelka, temperatura vžiga, temperatura posteklenitve, molekulska masa in vsebnost nehlapnih snovi. Navedene so tudi značilnosti delovanja in področja uporabe izdelka. Specifikacija podaja preskusne metode/standarde, s katerimi so bili določeni indikatorji.

Odvisno od namena poliestrskih smol je lahko koeficient kislosti od 0 do 100 mg KOH / g, hidroksidno število - od 0 do 150 mg KOH / g.

Približne tehnične značilnosti oljnih črpalk, proizvedenih za coil coating, lahko predstavimo na naslednji način:

Tehnične značilnosti NPS

* Razpon vrednosti je podan za najbolj znane smole evropske in kitajske proizvodnje. Specifikacija za vsako smolo navaja razpon vrednosti, ki ustreza njenim značilnostim (3,5-4,5 Pas, 100-120 mg KOH/g itd.)

Glede na tehnološke značilnosti linije za barvanje kovin in lastnosti končnega izdelka, ki ga nameravamo pridobiti, se izberejo smole, na podlagi katerih se izdelajo ustrezni barvni materiali. Zlasti se upoštevajo temperatura utrjevanja, združljivost z drugimi komponentami barvnih materialov in odpornost na vplive, pod katerimi se namerava uporabljati barvani valjani kovinski izdelek.

Lastnosti smole določajo tudi vrsto lakirnega materiala, ki bo iz nje pridobljen. To so lahko temeljni premazi, emajli, barve, namenjene različnim stopnjam premazovanja navitih kovin (glej poglavje o opisu postopka coilcoating).

Strukturiranje NPS

NPS, ki se uporabljajo v proizvodnji barv in lakov, je treba v večini primerov strukturirati z mešanjem s strukturotvornimi amino, melaminskimi, benzogvanaminskimi ali epoksi smolami. Iz tega razloga lahko formulacije smol vključujejo naslednje kemične spojine, ki prečno povezujejo linearne polimere: amino skupine, izocianatne skupine in epoksi skupine. Izbira skupine je odvisna od končne uporabe smol.

Oblikovanje strukture je možno tudi z uporabo katalizatorja. Če je potrebna tvorba strukture pri sobni temperaturi, se kot zamreževalno sredstvo uporabijo poliizocianatne smole.

S formaldehidom modificirane amino smole (melaminske, benzogvanaminske in polisečninske smole) so najpomembnejše smole, ki se uporabljajo za termično utrjevanje poliestrskih smol, ki vsebujejo hidroksilno funkcionalno skupino. V domači industriji se materiali na osnovi amino in poliestrskih smol imenujejo oligo-amino-formaldehidne smole. Razmerje poliester/amino smola je običajno med 95:5 in 60:40 (100% poliester).

Primeri spojin, ki vsebujejo epoksi skupine, so difenilolpropan A epoksidna smola (na primer Epikote 828 ™, Epikote 1001 ™ in Epikote 1004 ™, proizvajalec Shell), hidrogeniran difenilolpropan, alifacious epoksidizirani alkidi, epoksidirana olja (na primer epoksidirano laneno olje ali sojino olje) , epoksidirani borati in triglicidil izocianurat. Razmerje karboksil:epoksid je običajno med 0,85:1 in 1:0,85. Praškasti premazi so običajno toplotno utrjene karboksi-funkcionalne poliestrske smole z epoksi smolami (te mešanice se imenujejo hibridne smole).

Primeri spojin, ki zamrežijo linearne poliestre, ki vsebujejo izocianatne skupine - heksametilen diizocianat ((HDI),

toluen diizocianat (TDI), izoforon diizocianat (IPDI), tetrametilksilen diizocianat (TMXDI), 3,4 izocianat metil-1-metil-cikloheksil izocianat (IMCI), njihovi dimeri in trimeri. S kombinacijo poliestrskih in poliizocianatnih smol nastanejo dvokomponentne poliuretanske barve.

Za pospešitev reakcije termičnega strjevanja se uporabljajo katalizatorji (kot je benziltimetilaminijev klorid ali 2-metilimidazol). Katalizatorji za strjevanje poliestrske smole so močne kisline, kot so sulfonska kislina, mono- in dialkil fosfat, butil fosfat in butil maleat.

Vsebnost katalizatorja je običajno od 0,1 do 5% (odvisno od smole).

Poglavje 2. Poliestrske smole: lastnosti, surovine, proizvodnja

Mešanice teh oligoestrov in njihove raztopine v kopolimerizirajočih monomerih (stiren, metil metakrilat, dialilftalat itd.) običajno imenujemo tudi poliestrske smole. Oligoestre pridobivamo s polikondenzacijo v talini ali inertnem topilu: polimaleate iz maleinske kisline HOOCCH = CHCOOH ali njenega anhidrida (včasih v mešanici z drugo dikarboksilno kislino ali anhidridom) in glikola; oligoester akrilati iz nenasičene monokarboksilne kisline [običajno akrilne CH2=CHCOOH ali metakrilne CH2=C(CH3)COOH], glikola in dikarboksilne kisline. V zgornjih formulah sta A in A" dvovalentna ostanka, ki sta del molekul glikola oziroma dikarboksilne kisline; X = -H, - CH3 ali - Cl; x = 1-5; y = 0-5; n = 1 -20 Kot glikole se najpogosteje uporabljajo etilen-, dietilen-, trietilen- in 1,2-propilen glikoli, včasih (predvsem pri pripravi oligoester akrilatov) glikole delno ali v celoti nadomestijo z glicerolom, pentaeritritolom ali ksilitolom Adipinska kislina, sebacinska kislina se uporabljajo kot dikarboksilne kisline, ftalna, izoftalna, tereftalna, tetrakloroftalna itd. Nenasičeni oligoestri - viskozne tekočine ali trdne snovi z zmehčiščem 30-150 ° C, molekulsko maso 300-3000, gostoto 1,1-1,5 g / cm3 (20 ° C) Večina poliestrskih smol se uporablja kot vezivo za plastiko iz steklenih vlaken. Poleg tega se pogosto uporabljajo za pripravo barv in lakov, kot polimerne spojine za polnjenje delov radijske in električne opreme, za impregniranje poroznih kovinskih ulitkov za namene tesnjenja poliestrske smole uporabljamo tudi kot osnovo sestavkov za samorazlivna tla, kitov in lepil za lepljenje steklenih vlaken, pa tudi z azbestnocementnimi in vlaknenimi ploščami, satastimi plastikami in drugi materiali.

Surovine za proizvodnjo poliestrov

Za proizvodnjo poliestrov se najbolj uporabljajo glikoli (etilenglikol, 1,2-propilenglikol, dietilenglikol, trietilenglikol), glicerin, bisfenoli (difenilolpropan), pentaeritritol, pa tudi dibazične kisline (fumarna, tereftalna, adipinska, sebacin) in njihovi anhidridi (ftalni, maleinski).

Etilenglikol je brezbarvna, nizko gibljiva tekočina, bp. 197,6 °C, tal. - 12,3°C, gostota 1113 kg/m3. Etilenglikol se industrijsko proizvaja s hidratacijo etilenoksida v prisotnosti žveplove kisline ali umiljenjem 1,2-dikloroetana. Propilenglikol je brezbarvna viskozna tekočina, vrel. 187,4°C, tal. - 50°C, gostota 1036 kg/m3. Industrijska metoda za proizvodnjo 1,2-propilen glikola je hidratacija propilen oksida.

Dietilen glikol je brezbarvna viskozna tekočina." 247°C, tal - b°C, gostota 1180 kg/m3. V industriji dietilen glikol pridobivajo z reakcijo etilen glikola z etilen oksidom ali etilen glikola z etilen klorohidrinom:

Trietilenglikol je brezbarvna viskozna tekočina, vrel. 290°C, tal. - 5 ° C, gostota 1120 kg/m3. V industriji se trietilen glikol proizvaja iz etilen glikola in etilen oksida. Vsi glikoli so higroskopni in jih je mogoče mešati z vodo in etilnim alkoholom v poljubnem razmerju.

Glicerin je sirupasta, brezbarvna tekočina sladkega okusa, vrelišče 290°C, tališče 17,9°C, gostota 1264 kg/m3. Glicerin je zelo higroskopen in se meša z vodo in alkoholi v poljubnem razmerju. V industriji se glicerin pridobiva z razgradnjo maščob, pa tudi s sintezo iz propilena. Sinteza glicerola na osnovi propilena je bolj obetavna metoda, saj ne zahteva porabe živilskih surovin.

Pentaeritritol je brezbarvna kristalinična snov, tališče 263,5 °C, gostota 1397 kg/m3, topnost v vodi 7,1 % pri 25 °C. Pentaeritritol se pridobiva z reakcijo acetaldehida s formaldehidom v vodni raztopini v prisotnosti alkalije.

Adipinska kislina - brezbarvni kristali, tališče 149-150°C, vrelišče 265°C pri 13,3 kPa; topen v etilnem alkoholu; približno 1,5% adipinske kisline se raztopi v vodi pri 15 ° C.

Glavne industrijske metode za proizvodnjo adipinske kisline so:

oksidacija cikloheksanola z dušikovo kislino ali kisikom v prisotnosti manganovih soli ali prek njegovega anhidrida, sintetiziranega s karbonilacijo tetrahidrofurana.

Sebacinska kislina so brezbarvni kristali, tališče 134,5 °C, vrelišče 294,5 °C pri 13,3 kPa, gostota 1027 kg/m3; zelo topen v alkoholu, dietiletru; približno 0,1 % sebacinske kisline se raztopi v vodi pri 15 °C.

V industriji se sebacinsko kislino pridobiva s suho destilacijo produktov alkalne razgradnje ricinusovega olja, oksidacijo ciklodekana z dušikovo kislino in elektrolizo natrijevih soli monometil ali monoetil estra adipinske kisline.

Fumarna kislina je brezbarvna kristalna snov, tališče 287°C (v zaprti kapilari), vrelišče 290°C, gostota 1635 kg/m3. Slabo je topen v vodi in skoraj vseh drugih topilih. Pridobimo ga s prekuhavanjem 30-40% vodne raztopine maleinske kisline s klorovodikovo kislino.

Tereftalna kislina (n-ftalna) - brezbarvni kristali, tališče 425°C (v zaprti kapilari). Topen v piridinu in dimetilformamidu, netopen v vodi. Tereftalno kislino dobimo z oksidacijo ft-ksilena ali p-toluinske kisline. Dimetil tereftalna kislina se najpogosteje uporablja za sintezo poliestrov.

Dimetil tereftalat - brezbarvni kristali, tališče 141-142°C, gostota 1630 kg/m3. Topno v dietiletru, zmerno v vročem etilnem alkoholu. Dimetil tereftalat se pripravi s prehajanjem vodikovega klorovodika v suspenzijo tereftalne kisline v metanolu ali s segrevanjem tereftalne kisline z metanolom v prisotnosti žveplove kisline.

Anhidrid ftalne kisline - brezbarvni kristali, tališče 130,8°C, vrelišče 284,5°C, gostota 1527 kg/m3; zlahka sublimira. V hladni vodi je skoraj netopen, v vroči vodi pa hidrolizira v ortoftalno kislino. Zmerno topen v organskih topilih. Anhidrid ftalne kisline se pridobiva z oksidacijo nad naftalenom ali oksilenom v plinski fazi.

Anhidrid maleinske kisline - brezbarvni kristali, tališče 52,8°C, vrel. 200°C:

Ko se raztopi v vodi, daje maleinsko kislino, v alkoholih - dialkil maleate; topen v dioksanu, acetonu, etil acetatu, kloroformu.

Anhidrid maleinske kisline se pridobiva z oksidacijo benzena ali furfurala v parni fazi.

Lastnosti in metode pridobivanja nenasičenih poliestrov

Prvič, glavni predmet raziskave so nenasičeni poliestri. Med njimi so polialkilen glikol maleati in polialkilen glikol fumarati ter polieter akrilati našli široko praktično uporabo. Pri proizvodnji polialkilen glikol maleatov in polialkilen glikol fumaratov se za uravnavanje njihovih lastnosti del nenasičene kisline običajno nadomesti s tako imenovanimi modificirajočimi kislinami ali njihovimi anhidridi: adipinsko, sebacinsko, tereftalno itd., ftalno, tetraheksahidroftalno in drugimi anhidridi. . Nasičene dibazične kisline (adipinska kislina itd.) povečajo udarno trdnost utrjenih poliestrov, to povečanje pa je toliko večje, čim daljša je kislinska veriga. Aromatske kisline (anhidridi) povečajo toplotno odpornost in trdnost poliestrov. Tudi anhidridi halogeniranih aromatskih kislin zmanjšujejo vnetljivost poliestrov. Pogosto se v ta namen uporablja tetrakloroftalni ali klorendni anhidrid, ki je produkt reakcije heksaklorociklopeitadiena z anhidridom maleinske kisline.

Glede na molekulsko maso (500 - 3000) je NPE tekočina ali trdna snov. Komercialni NPEF, tako imenovane poliestrske smole, se proizvajajo v obliki 30 - 40% raztopin v stirenu - domače poliestrske smole blagovnih znamk PN - ali v trietilen glikol dimetakrilatu (TGM-3) - poliestrske smole brez stirena Znamke PN-609-21M itd.

Za začetek kopolimerizacije NPEF z monomeri (utrjevanje) se običajno uporabljajo peroksidi in hidroperoksidi: benzoil peroksid, metil etil keton in cikloheksil, pa tudi izopropilbenzen hidroperoksid. Za znižanje temperature razgradnje peroksidov se uvedejo pospeševalci, ki so izbrani glede na iniciator. Tako se pri uporabi benzoil peroksida uporablja dimetilanilin, skupaj s hidroperoksidi pa kobaltov naftenat (NC pospeševalnik). Uporaba pospeševalnikov omogoča sušenje NPEF pri sobni temperaturi. Utrjevanje spremlja povečanje gostote NPEF in njihovo krčenje. Iniciator in pospeševalnik strjevanja vnesemo v NPEF tik pred njuno obdelavo. Za preprečevanje prezgodnjega geliranja (želatinizacije) se uporablja inhibitor - hidrokinon, ki se doda na začetku procesa polikondenzacije.

Ko etilen glikol reagira z maleinskim anhidridom, nastane polietilen glikol maleat. Postopek se nadaljuje, dokler ne nastane oligomer. Nastali polietilen glikol maleat pri kopolimerizaciji s stirenom tvori zamrežen kopolimer.

kopolimerna poliestrska smola

Uporaba NPEF za utrjevanje namesto alil vinil monomerov, na primer trialil cianurata, omogoča pridobivanje bolj toplih in toplotno odpornih kopolimerov z zmanjšano vnetljivostjo.

Za pridobivanje polieter akrilatov (PEA) se uporabljajo etilen glikol, dietilen glikol, trietilen glikol in glicerin, bisfenoli; iz dvobazičnih kislin - sebacinske, adipinske in tudi ftalnega anhidrida. Eden najpogostejših PEA je trietilen glikol dimetakrilat TGM-3. Krčenje med utrjevanjem polialkilen glikol maleatov in polialkilen glikol fumaratov je do 5 %, pri polieter akrilatih do 0,5 %.

Diagram tehnološkega poteka za proizvodnjo polialkilen glikol maleat ftalatov je naslednji. Reaktor za proizvodnjo nenasičenih poliestrov je navpična cilindrična naprava iz nerjavečega jekla ali bimetala z eliptičnim dnom in pokrovom, opremljena z mešalom in plaščem običajnega okvirno-sidrnega tipa. Skozi pokrov je v reaktor uvedena cev z mehurčki, skozi katero se dovaja dušik za izpodrivanje zraka.

V reaktor naložimo glikol in po segrevanju na 100°C naložimo anhidrid maleinske in ftalne kisline. Včasih se v reaktor doda topilo v količini 10% teže glavnih komponent, ki tvori azeotropno zmes z vodo, sproščeno med sintezo, kar olajša njegovo odstranitev. Postopek polikondenzacije poteka pri 170-200°C z mešalom, ki teče v toku dušika. Hlapi glikola se kondenzirajo v povratnem kondenzatorju in kondenzat teče v reaktor, medtem ko se vodna para in dušik odvajata skozi direktni kondenzator. Vodni kondenzat se zbira v zbiralniku. Proces kontroliramo s kislinskim številom, ki mora biti ob koncu polikondenzacije 20-45 mg KOH/g. Po ohlajanju na 70°C končni poliester vlijemo v mešalnik, kjer ga raztopimo v stirenu ali oligomeru TGM-3. Nastalo raztopino (poliesterska smola PN-1, masno razmerje poliester:stiren v kateri je 70:30) po ohlajanju filtriramo in vlijemo v posodo.

Tehnološki postopek izdelave poliester akrilatov je v osnovi podoben obravnavanemu, le da poteka v milejših pogojih (pri nižjih temperaturah), s čimer se izognemo polimerizaciji PEA.

Poliestrske smole blagovnih znamk PN-1, PN-3, PN-6, PN-609-21M in druge so viskozne prozorne tekočine rumene, temno rdeče ali rjave barve. Kot začetni strjevalni sistem se na 100 (mas.) delov smole uporabi: 3-6 (mas.) delov izopropilbenzen hidroperoksida in 8 (mas.) delov NK pospeševalnika za smole PN-1, PN-3. in PN-6; 4 deli (mas.) izopropilbenzen hidroperoksida in 5 delov (mas.) pospeševalnika NK za smolo PN-609-21M.

Drugi PEA (MGF-9, TMGF-11) so tudi rumeno-rjave tekočine, bolj viskozne kot TGM-3. PEA se uporablja kot vezivo pri proizvodnji steklenih vlaken, spojin za ulivanje, tesnilnih mas itd. Poliestrske smole se pogosto uporabljajo kot veziva za steklena vlakna, spojine, laki za dodelavo pohištva in ohišij radijskih in televizijskih sprejemnikov ter za druge namene.

Uporaba TGM-3 za utrjevanje NPE namesto hlapnega in strupenega stirena omogoča izboljšanje sanitarnih in higienskih delovnih pogojev, povečanje toplotne odpornosti ter fizikalnih in mehanskih lastnosti utrjenih kopolimerov. Na osnovi nenasičenih poliestrov se proizvajajo tudi stiskalnice: prepregi in premiksi.

Prepregi so polnila za zvitke, predhodno impregnirana z vezivom - papirna, steklena in druga vlakna, steklene tkanine in steklene preproge. Vezivo so trdni nenasičeni poliestri, ki imajo v taljenju zadostno fluidnost. Zlasti kristalizirajoči poliestri, kot je polietilen glikol fumarat, so primerni za izdelavo prepregov. Ta poliester hitro kristalizira v mešanici z akrilnimi in vinilnimi monomeri.

Tkanine ali papir se uporabljajo za proizvodnjo netekočih prepregov, preproge iz sesekljanih steklenih vlaken pa se uporabljajo za proizvodnjo stiskalnih materialov za širjenje. Pri stiskanju slednjega ima ne samo vezivo, ampak tudi polnilo razmazljivost, kar omogoča pridobivanje izdelkov kompleksne konfiguracije.

Tehnološki postopek izdelave prepregov je, da se steklomat ali steklena vlakna odvijejo iz zvitka in usmerijo v režo med dvema impregnacijskima valjema, kamor vstopi talina veziva.

Premiksi so predhodno zmešane sestavke za stiskanje. V praksi se ta izraz nanaša le na polnjene stiskalnice na osnovi nenasičenih poliestrov. Poleg veziva, iniciatorja in vlaknastega polnila (steklena vlakna, azbest itd.), praškastega polnila (kreda, kaolin), maziva (cinkov ali magnezijev stearat) in za barvane materiale barvil ali pigmentov (turkizni lak, škrlatni lak, titanov dioksid, kromov oksid).

Tehnološki postopek za proizvodnjo predmešanic je, da se poliester, iniciator in pigment v obliki paste naložijo v šaržni mešalnik (na primer mešalnik z dvojno gredjo), premešajo in nato dodajo mazivo. Po nadaljnjem mešanju dodamo praškasto polnilo, ponovno premešamo in na koncu dodamo sesekljano polnilo iz steklenih vlaken ali drugih vlaken, čemur sledi končno mešanje. Pri uporabi kontinuirnih mešalnikov lahko postopek poteka kontinuirano. Končna predmešanica je testo podobna sestava ali zrnca; lahko ga shranite največ 3-6 mesecev. v temnem prostoru pri temperaturi, ki ne presega 20 ° C.

Predmešanice predelamo v izdelke s kompresijskim stiskanjem pri 130-150°C, tlaku 2-10 MPa in zadrževalnem času 30-60 s na 1 mm debeline izdelka. V primerjavi s klasično tehnologijo izdelave izdelkov iz steklenih vlaken uporaba predmešanic zagotavlja naslednje prednosti:

1) predelava predmešanice v izdelke je ločena od proizvodnje veziva, ki pogosto (na primer za poliestrske smole, raztopljene v stirenu) vključuje uporabo hlapnih toksičnih monomerov;

2) krčenje premiksov je bistveno manjše zaradi uporabe praškastega mineralnega polnila;

3) pri stiskanju premiksov se vezivo ne iztisne iz steklenih vlaken.

Premiksi so boljši od prepregov v fluidnosti, vendar slabši od njih v lastnostih trdnosti po strjevanju. V 3. poglavju si bomo ogledali nove kopolimerne materiale na osnovi nasičene poliestrske smole.

Poglavje 3. Novi kopolimeri na osnovi nenasičene poliestrske smole PN-15

Nenasičene poliestrske smole so raztopine nenasičenih poliestrov z molekulsko maso 700-3000 v monomerih ali oligomerih, ki so sposobni kopolimerizirati s temi poliestri. Prednosti poliestrskih smol so nizka viskoznost; sposobnost strjevanja ne le pri povišani, ampak tudi pri sobni temperaturi; dobre mehanske in električne izolacijske lastnosti v strjenem stanju; visoka odpornost na vodo, kisline, bencin, olja in druge medije.

Pomanjkljivost poliestrskih smol je njihova nizka toplotna odpornost.

Nenasičene poliestrske smole se uporabljajo predvsem kot veziva pri hladnem in vročem strjevanju pri izdelavi armirane plastike, pa tudi kot podlaga za lake in lepila, komponente zalivanja, plastičnega betona, kitov itd.

Večina industrijsko proizvedenih poliestrskih smol vsebuje stiren kot monomer topila. Široka uporaba stirena je posledica njegove nizke cene, dobre združljivosti s poliestri, nizke viskoznosti stirenskih raztopin poliestrov in zmernega krčenja med strjevanjem, pa tudi visoke vodoodpornosti ter dobrih mehanskih in električnih izolacijskih lastnosti strjenih smol.

Alilni etri in oligoeter akrilati, na primer trimetilen glikol dimetakrilat, se uporabljajo kot nehlapna zamreževalna sredstva za nenasičene poliestre. To zmanjša toksičnost smol in v nekaterih primerih zmanjša krčenje med postopkom utrjevanja.

Učinkoviti pospeševalci, ki se uporabljajo v kombinaciji z benzoil peroksidom, so terciarni amini; kobaltove soli naftenskih in drugih kislin se uporabljajo z metil etil ketonom in cikloheksanonovimi peroksidi in hidroperoksidi.

Iniciatorji in pospeševalci se v smolo vnesejo ločeno, ker Če se mešajo neposredno, lahko pride do požara ali eksplozije. Vrstni red vnosa ni bistven, pomembno je, da se vsaka naslednja komponenta doda šele po temeljitem mešanju s smolo prejšnje.

Smole, ki vsebujejo pospeševalnike, lahko skladiščimo bistveno dlje časa (do 1 meseca ali več) kot z dodatkom iniciatorjev. V slednjem primeru rok uporabnosti mešanic običajno ne presega 10 dni.

Trajanje geliranja je odvisno od temperature, sestave smole, iniciacijskega sistema, količine utrjevalnih dodatkov in pri 20°C lahko znaša od nekaj minut do nekaj ur.

Pomemben del poliestrskih smol se obdeluje pri povišanih temperaturah (80-160°C), običajno pa se uporabljajo benzoil peroksid, hiperis ali dicu-mil peroksid.

V tem delu je bila kot vezivo pri izdelavi ojačanega PCM uporabljena nenasičena poliestrska smola PN-15. Utrjevanje te smole je možno po radikalno verižnem mehanizmu, zato se kot iniciatorji njenega utrjevanja tradicionalno uporabljajo snovi, kot so peroksidi, ki se zlahka razgradijo s tvorbo aktivnih prostih radikalov. Cilj dela je bil razviti nekonvencionalen, dostopen in ekonomičen sistem sušenja. Ta sistem strjevanja bi moral zagotavljati visoko stopnjo pretvorbe, povečano toplotno odpornost poliestrskega veziva v kombinaciji s povečanjem dovoljenega roka uporabnosti nastalih prepregov, hkrati pa izboljšati lastnosti trdnosti PCM, pridobljenega iz teh prepregov. Hkrati so bili rešeni problemi proučevanja vpliva sestave in količine utrjevalnega sistema, trajanja utrjevanja, temperature strjevanja in konstantne magnetne poljske jakosti na stopnjo pretvorbe in karakteristike nastalih materialov. Magnetna obdelava je bila prvič uporabljena pri izdelavi materialov na osnovi nenasičene poliestrske smole. Kot glavno kinetično karakteristiko smo izbrali stopnjo pretvorbe X originalnih oligomernih smol v mrežni produkt, netopen v acetonu, določen s sol-gel analizo.

Za rešitev problema je bilo izvedeno utrjevanje pod vplivom virov prostih radikalov: hidropirita, alkoholne raztopine joda, pospeševalnika - kobaltove naftionske kisline. Strjevanje smole PN-15 poteka preko konkurenčnih mehanizmov - radikalne verige in molekularne. Drugi mehanizem zahteva prisotnost komponente, ki vsebuje veliko število reaktivnih funkcionalnih skupin. Kot tako komponento smo izbrali razpoložljivo izhodno snov, anilin-fenol-formaldehidno smolo SF-342 A.

Pri utrjevanju poliestrskega veziva s sistemom za utrjevanje, ki ga sestavljajo anilin-fenol-formaldehidna smola in alkoholna raztopina joda, morate uporabiti mešanico, ki jo sestavljajo raztopina SF-342A, alkoholna raztopina joda, masno razmerje PN- 15 smola, alkoholna raztopina joda in SF smola -342A v proučevanih mejah praktično ne vpliva na kinetiko utrjevanja v danem temperaturno-časovnem režimu (slika 1 a), medtem ko indukcijska doba do 3 ure se opazi. Prisotnost indukcijskih dob je načeloma značilna za radikalne verižne procese.

Pri uporabi utrjevalnega sistema, sestavljenega iz hidropirita in smole SF-342A za utrjevanje poliestrskega veziva, obstaja tudi indukcijsko obdobje, po katerem se stopnja pretvorbe močno poveča. Z optimalnim trajanjem procesa utrjevanja 3,5-4,5 ure je dosežena največja stopnja pretvorbe originalnih smol v mrežni izdelek.

V prisotnosti snovi, ki se razgradijo s tvorbo aktivnih radikalov, se dosežejo stopnje pretvorbe največ 60-70%, kar je mogoče pojasniti s prehitro in neuporabno razgradnjo iniciatorjev s tvorbo nestabilnih aktivnih radikalov, ki hitro deaktivirajo, ne da bi imeli čas za razvoj kinetičnih verig strjevanja, temveč stabilne aktivne, ne nastajajo radikali.

Višje stopnje pretvorbe se ne dosežejo z vnosom iniciatorjev in pospeševalnikov, temveč z uporabo medsebojnega učinka utrjevanja smol PN-15 in SF-342A. Med strjevanjem mešanic smol PN-15 in SF-342A z njunim masnim razmerjem v razponu od 8:2,5 do 8:3,0 (slika 1c) opazimo stopnje pretvorbe do 85 %.

Smola SF-342A se od smole PN-15 razlikuje po višji vsebnosti reaktivnih funkcionalnih skupin, od katerih so glavne hidroksilne skupine fenolnih enot in amino skupine anilinskih enot. V tem primeru smola SF-342A, ki jo vsebuje manjša količina, deluje kot trdilec v primerjavi s poliestrsko smolo. V kislem okolju, ki ga ustvarijo fenolne enote, učinek strjevanja smole SF-342A

V vseh teh primerih je priporočljivo postopno zvišanje temperature, ker pri hitrejšem segrevanju se masa peni s plinastimi produkti utrjevanja, kar je pri izdelavi konstrukcijskih materialov skrajno nezaželeno. Če upoštevamo temperaturno-časovni režim, prikazan na sliki 2, se izkaže, da je material monoliten.

Pri proučevanju sistema, sestavljenega iz PN-15: hidropirit: SF-342A (slika 1b), opazimo valovit učinek temperature na stopnjo pretvorbe nastalega materiala. Optimalna temperatura strjevanja za to sestavo sistema je 120°C, nadaljnje zviševanje temperature strjevanja je nepraktično.

Z analizo dobljenih rezultatov lahko rečemo, da imajo temperaturni pogoji različen vpliv na utrjevalne sisteme. Na primer, pri uporabi utrjevalnega sistema PN-15: alkoholna raztopina joda: SF-342A (slika 1a) se z zvišanjem temperature poveča tudi stopnja pretvorbe nastalega materiala, ne glede na masno razmerje komponent. utrjevalnega sistema. Pri povišanih temperaturah opazimo znatno povečanje stopnje pretvorbe (slika 2).

riž.2. Vplivtemperaturorežimnastopnjatransformacijeprejelimaterial:

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

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

Pri obravnavi sistema, sestavljenega iz PN-15: SF-342A, opazimo monotono povečanje stopnje pretvorbe z naraščajočo temperaturo utrjevanja. Vendar pri dovolj visoki temperaturi strjevanja (170°C) še ni bilo mogoče doseči visokih stopenj pretvorbe (90-97%), čeprav je ta sistem najbolj racionalen in učinkovit v primerjavi s sistemi strjevanja poliestra. veziva, testirana v tem delu.

Delo je raziskalo tudi vpliv plastnega nanašanja komponent (LSD) in magnetne obdelave (MT) na stopnjo pretvorbe in značilnosti nastalega materiala. Kot polnila so bile uporabljene tehnične niti (nitron, najlon, viskozna nit). Z uvedbo različnih vlaknastih polnil se stopnja pretvorbe nastalih kompozitnih materialov zmanjša na 62-64%. Vendar pa se z uporabo SNK in MO poveča na 87%. S povečanjem intenzivnosti PMF (slika 3) se poveča stopnja transformacije, zmanjša se absorpcija vode nastalih materialov, povečata se specifična udarna trdnost (au d) in porušitvena napetost pri statičnem upogibu (a i).

X, % materialovodnapetostiPMP: A - nitron; ? - najlon; IN - VN (NapetostnsorazmernomočtrenutnoJ ).

Opazimo linearno povečanje stopnje pretvorbe z naraščajočo jakostjo zunanjega magnetnega polja.

Trdnostne lastnosti se povečujejo tudi z naraščajočo napetostjo zaradi povečanega oprijema med vezivom in polnilom. Uporabljena magnetna polja so srednje in močne jakosti, nadaljnje povečevanje intenzitete pa je tehnično neizvedljivo.

zaključki

1. Prvič je bilo sintetizirano vezivo na osnovi PN-15 in SF-342A ter določene lastnosti armiranega PCM s tema vezivoma. Nove metode za proizvodnjo PCM so bile uporabljene za povečanje stopnje pretvorbe. Za povečanje doseženih stopenj pretvorbe je potreben nadaljnji razvoj sestave utrjevalnega sistema in temperaturno-časovnega režima utrjevanja.2. Lastnosti ojačanega PCM na osnovi novega veziva so bile prvič regulirane z magnetno obdelavo. Uporaba metod modifikacije, uporabljenih prej v tem delu, ne zagotavlja visoke stopnje pretvorbe, vendar ima uporaba SNC in MO pozitiven učinek na lastnosti materialov na osnovi poliestrskega veziva, kar omogoča uravnavanje lastnosti nastalih materialov.

Literatura

1. Alperin V.I., Avrasin Ya.D., Teleshov V.A. - V knjigi: Priročnik o plastiki. 2. izdaja / Uredil V.M. Kataeva, V.A. Popova, B.I. Sazhina. - M.: Kemija, 1975, str. 442-512.

2. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. Kompozitni material na osnovi nenasičene poliestrske smole. Informativni letak, Saratov, CNTI, 2003 - št. 5.

3. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. // Plastične mase. - 2002. - št. 8. - Str.33-35.

4. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N., Skobeleva I.V., Yashina O.V. Ojačani polimerni kompoziti na osnovi nenasičene estrske smole PN-15/Obetavni polimerni kompozitni materiali. Alternativne tehnologije. Recikliranje. Aplikacija. Ekologija (kompozit-2001), 3.-5. julij 2001 Saratov: SSTU-S.120-122.

5. RF patent št. 2232175, 2004.

Objavljeno na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Paleta izdelkov iz polimernega betona, ki jih proizvaja delavnica na osnovi poliestrske smole. Metoda in tehnologija njihove proizvodnje. Izračun materialnega in proizvodnega toka. Zasnova enote za mešanje betona. Izbira glavne procesne opreme.

tečajna naloga, dodana 07.07.2011


Formulacije materialov za stiskanje in procesna kemija. Kuhanje in sušenje rezolnih in novolačnih smol. Metode izdelave fenolnih plastičnih mas in njihove predelave v izdelke. Glavna surovina za faolit in pripravo fenol-formaldehidne smole. Cevi in ​​izdelki iz tekstofaolita.

povzetek, dodan 22.06.2015


Tehnologija proizvodnje organosilicijeve smole. Izračun količine onesnaževal, ki vstopajo v zrak iz tehnološke opreme. Ocena stopnje onesnaženosti zraka na delovnem območju v normalnih in izrednih pogojih delovanja opreme.

diplomsko delo, dodano 16.11.2011


Lastnosti in sestava, kemična predelava kolofonije, proizvodnja njenih modificiranih (spremenjenih) vrst. Tehnologija granulacije izdelkov na osnovi kolofonije. Kolofonovo lepilo z visoko vsebnostjo proste smole. Področja uporabe kolofonije in terpentina.

povzetek, dodan 17.12.2012


Diagram stanja zlitine. Smole, njihove skupine in uporaba. Direktni in povratni piezoelektrični učinek. Lastnosti, lastnosti, sestava, uporaba piezoelektrikov. Razvrstitev in uporaba kontaktnih materialov. Razlaga razredov zlitin MNMts 40-1,5 in MNMts 3-12.

test, dodan 21.11.2010


Uporaba epoksidnih smol v različnih industrijah. Priprava izolacijskih materialov za tesnjenje, impregniranje in zalivanje. Zasnove mešalnikov visoke hitrosti. Sestava in gostota reakcijske mase. Dinamični koeficient viskoznosti.

tečajna naloga, dodana 18.06.2013


Zasnova proizvodnje polikaproamida za tehnično kordno nit z zmogljivostjo 6 tisoč ton na leto. Analiza informacijskih tokov na področju proizvodnje in uporabe polikaproamida. Vpliv parametrov procesa polimerizacije na lastnosti izdelka.

diplomsko delo, dodano 24.4.2012


MQ smole (oligomerne organosilicijeve spojine) in metode za njihovo pripravo. Struktura MQ smol, njihove fizikalne in mehanske lastnosti. Hidrolitska polikondenzacija organosilicijevih monomerov. Trimetilsililacija silikatov in silicijeve kisline.

tečajna naloga, dodana 16.01.2015


Zgodovina nastanka in razvoja epoksi smol, njihove glavne lastnosti. Struktura skupne porabe epoksi smol v industriji. Proizvodne metode za ta material: polimerizacija in strjevanje. Glavne uporabe epoksi smol.

povzetek, dodan 15.09.2012


Avtomatizacija tehnološkega procesa brizganja termoplastov. Značilnosti izdelkov, surovin in pomožnih materialov. Opis tehnološkega procesa. Tehnološke značilnosti glavne tehnološke opreme.

Industrijska revolucija, ki se je začela na prelomu 19. in 20. stoletja, je svetu omogočila ne le prehod iz manufakture v tovarniško proizvodnjo in zamenjavo ročnega dela s strojnim, ampak je postala tudi začetek pravega preboja na področju kemije. Že sredi prejšnjega stoletja so bili ljudje seznanjeni s tehnologijami za proizvodnjo poliestrskih smol, ki se danes uporabljajo povsod v industriji in gradbeništvu.

• Poliestrska smola je po svojih lastnostih edinstven izdelek, ki nastane kot rezultat zapletenega procesa mešanja in predelave (t.i. polikondenzacije) večhidroksilnih alkoholov, ki so produkt petrokemične predelave, polibazičnih kislin, pa tudi anhidridov in rastlinska olja

Te smole se široko uporabljajo v skoraj vseh industrijskih panogah (strojništvo, ladjedelništvo), v gradbeništvu, pri proizvodnji športne opreme (čelade, deske) in na mnogih drugih področjih. To je posledica edinstvenih lastnosti, ki jih imajo končni izdelki na osnovi poliestrskih smol. Če govorimo o trupih za transport vode, brizgalnih kalupih ali drugih delih, za izdelavo katerih se uporabljajo livarske smole, potem to pomeni lahkotnost in trdnost, če govorimo o izolaciji (penjen poliuretan ali trda pena), pa je le-ta minimalna. toplotna prevodnost, vzdržljivost in zanesljivost.

Poliestrske smole se ne bojijo vlage, so odporne na temperaturne spremembe in mehanske obremenitve ter so odporne na kemikalije (z izjemo industrijskih topil). So trpežni (življenjska doba penastih poliuretanov presega 50 let) in so univerzalni.

Že v 50. letih prejšnjega stoletja so bile ZDA vodilne po obsegu proizvodnje poliestrskih smol na osnovi glikolov, ksilitola, glicerina in kislin. In do konca 50. let prejšnjega stoletja so določen delež proizvodnje zasedle okolju prijazne poliestrske smole, katerih osnova za proizvodnjo so bila rastlinska olja (ricinusovo, sončnično, sojino, repično). Vendar pa je zaradi določenih razlogov (velike količine proizvodnje nafte in razpoložljivosti naftnih derivatov, vektor razvoja petrokemične industrije) proizvodnja okolju prijaznih smol postala manj razširjena.

Danes se razmere spreminjajo v diametralno nasprotno smer. Ekološko stanje planeta vse bolj skrbi ne le znanstvenike ali predstavnike okoljskih organizacij, temveč tudi običajne državljane. Toda tudi v Evropi, katere države se uvrščajo med vodilne v proizvodnji okolju prijaznih surovin in izdelkov, je delež proizvodnje naravnih poliolov približno 2-3% obsega proizvodnje poliestrskih smol na osnovi naftnih derivatov. Toda v Rusiji podjetje Ecotermix postane pravi inovator, ki odpira proizvodnjo naravnih poliestrskih smol na osnovi poliolov, pridobljenih iz rastlinskih olj.

Okolju prijazne poliestrske smole

Uporaba rastlinskih olj kot osnove za proizvodnjo naravnih poliolov omogoča proizvodnjo poliestrskih smol z enakimi lastnostmi (in včasih celo z večjo učinkovitostjo) kot v primeru uporabe naftnih derivatov. Prav ta tehnologija je bila sprejeta kot osnova za lastno proizvodnjo Ecotermixa, saj proizvodnja okolju prijaznih poliolov iz obnovljivih surovin pozitivno vpliva na ekološko stanje planeta, kar omogoča zmanjšanje obsega proizvodnje nafte.

• Poliol – osnova, osnovna komponenta za izdelavo dvokomponentne poliestrske smole ali trdnega/penjenega poliuretana

Alkoksilacija in transesterifikacija sta dve glavni reakciji, katerih pojav zagotavlja napredna visokotehnološka oprema v proizvodnih pogojih, zaradi česar je mogoče pridobiti poliole, ki vsebujejo do 70-80% obnovljivih snovi. Pravzaprav gre za uspešen poskus odmika od uporabe fosilnih in neobnovljivih virov, katerih predelava je povezana z veliko škodo za okolje. Poleg tega je to popolna neodvisnost od razmer na svetovnem naftnem trgu.

Prednosti uporabe naravnih poliolov in poliestrskih smol

Uporaba naravnih in okolju prijaznih poliestrskih smol je povezana s številnimi pomembnimi prednostmi:

• Možnost zmanjšanja škodljivih vplivov na okolje z zmanjšanjem proizvodnje in obsega rafiniranja nafte
• Popolna varnost izdelka za ljudi in okolje
• Dodatni prihranki pri materialu - pogosto so naravne poliestrske smole cenejše od njihovih primerkov iz petrokemičnih surovin

Podjetje Ecotermix vam ponuja izjemno kakovostne naravne poliole iz rastlinskih olj in izdelke iz predelave trdih poliuretanskih pen. Na njihovi osnovi je možno izdelovati penaste in toge poliuretane ter livne smole. Naravni polioli, proizvedeni v naši proizvodnji, zagotavljajo končnemu izdelku najvišje lastnosti delovanja. Poleg tega so stroški teh poliolov več kot privlačni!

Področja uporabe poliestrskih smol

• Smole za splošno uporabo;
• Smole za posebne namene;
• Smole z nizko emisijo stirena;
• Smole za umetni kamen;
• Smole za uporabo v ladjedelništvu;
• Smole za proizvodnjo steklenih vlaken;
• Smole so težko vnetljive in samougasljive;
• Smole za ojačitev akrilnih in ABS/PMMA plošč;
• Smole, ki se uporabljajo v avtomobilski industriji.

Cene storitev našega podjetja najdete v razdelku

Ali pa naročite posvet s strokovnjakom v času, ki vam ustreza!

Aplikacija popolnoma brezplačno in vas ne obvezuje k ničemer!

Poliestrska smola je široko uporabljen material, ki se uporablja v različnih panogah. Uporabljate ga lahko tudi doma, če natančno veste, kako delati s tem izdelkom. Tehnologijo je treba strogo upoštevati, le v tem primeru bo rezultat visoke kakovosti.

Izdelava smol

Poliestri so petrokemični proizvodi, ki izvirajo iz destilacije nafte. Proizvodnja se začne z rafiniranjem nafte, pri čemer se na koncu sprostijo naslednje komponente: benzen, etilen, propilen. Te snovi so nato izpostavljene različnim kemičnim reakcijam, da nastanejo glikoli, polibazične kisline in antihidridi. Sestavine se združijo in kuhajo skupaj, da nastane osnovna smola.

Proizvodnja končnega poliestra vključuje redčenje osnovne smole s topilom - stirenom. Ta snov ima visoko toksičnost, v končnem izdelku lahko predstavlja do ½.

Ta stopnja proizvodnje je lahko končna in izdelek je poslan v prodajo. Toda najpogosteje se shema premakne v drugo stopnjo, kjer se v sestavo vnesejo številni dodatki, odvisno od namena materiala. Dodatne komponente bodo zagotovile želene lastnosti. To so lahko mehčala, vezivna sredstva, pigmenti (barve) itd.

Od trenutka, ko se proizvodnja konča, je rok uporabnosti mešanice omejen. Dejstvo je, da se po končni montaži začne postopna polimerizacija materiala oziroma strjevanje. Dlje kot je izdelek shranjen, slabša je njegova kakovost. Za upočasnitev polimerizacije se uporablja shranjevanje v hladilnikih.

Pred neposrednim nanosom smole je treba razredčiti v določenih razmerjih s trdilcem, zmešati z aktivatorjem, katalizatorjem, ki bo zagotovil potrebno kemično reakcijo s sproščanjem toplote, tako da bo masa pridobila potrebne lastnosti - gostoto, trdnost , odpornost na vlago.

Proizvajalci proizvajajo enokomponentne izdelke - zanje morate dodatno kupiti trdilce in dvokomponentne materiale. Slednje vključujejo dve steklenički - smolo in trdilec.

Lastnosti materiala

Nasičene poliestrske smole so videti kot medu podobna tekočina temno rjave ali rumene barve. Praviloma je pregleden in nima tujih vključkov. Po mešanju s trdilcem se material zgosti, preide v želatinasto stanje, nato postane podoben gumi in se končno strdi. Končno strjen material lahko barvamo – barva in lak se dobro oprimeta.

Poliestrske smole imajo naslednje lastnosti:

• nizka toplotna prevodnost;
• visoka odpornost na vlago;
• dolga življenjska doba končnih izdelkov;
• odpornost na temperaturne spremembe, UV sevanje in mehanske obremenitve;
• preprečevanje učinkov kemikalij;
• vsestranskost, širok obseg uporabe;
• odličen oprijem na steklena vlakna, steklena vlakna, papir, kovino;
• električne izolacijske lastnosti.

Pomanjkljivosti materiala vključujejo večje krčenje v primerjavi z epoksi smolo in visok razred nevarnosti za ljudi. Material je strupen, delo zahteva previdnost.

Zdaj se proizvajajo sodobne poliestrske smole brez stirena. Za razliko od anorganskih zmesi ne vsebujejo nevarnih sestavin. Vsebuje oljne smole, rastlinska olja (repično, sojino, ricinusovo). Iz olj pridobivajo okolju prijazne poliole - osnovne sestavine za proizvodnjo dvokomponentnih poliestrskih smol. Penasti poliuretan je pripravljen iz poliolov.

Področje uporabe

Kaj lahko naredimo iz poliestrskih smol? Področje njihove uporabe je zelo široko. V kombinaciji s steklenimi vlakni omogočajo pridobitev steklenih vlaken z želeno stopnjo prosojnosti. Izdelki iz njega so na voljo v kateri koli vodovodni trgovini, na primer tuš kabine. Smole so vključene v barve in lake, lepilne mešanice in polimerne spojine za izdelavo radijskih komponent in električne opreme. Uvedeni so v kite, kite, sestavke za samonivelirna tla in podije.

Steklena vlakna se uporabljajo pri ulivanju figuric in galanterije. Poliester se uporablja za impregnacijo poroznih materialov za njihovo tesnjenje, na primer za stabilizacijo lesa. Poliestrska smola se lahko uporablja v procesu izdelave sataste plastike, druge plastike, vlaknenih plošč iz lesa in azbestno-cementnih plošč.

V ladjedelništvu se smole lahko uporabljajo za:

• povezave delov ladij, čolnov;
• izdelava čolnov vodotesnih;
• tesnila za okna;
• obdelava primerov.

Poliestrska smola se uporablja za popravilo avtomobilskih odbijačev, plastika na njeni osnovi služi kot osnova za izdelavo avtomobilskih delov. Avtomobilski premazi in kiti so narejeni z dodatkom poliestrov. Steklena vlakna se skupaj z barvili uporabljajo za ulivanje svetil, okenskih polic, karnis in streh. Za ustvarjanje umetnega kamna se uporablja metoda litja.

Znamke in proizvajalci

Različne poliestrske smole proizvajajo domači in tuji proizvajalci. Pakiranja večine smol so od 1 kilograma ali več.

Neon S-1

Neon S-1 proizvajalca Rempolymer je predhodno pospešena tiksotropna smola z nizko viskoznostjo in povprečno stopnjo kemične aktivnosti. Sestava vsebuje stiren in visokokakovostna polnila. Izdelek velja za enega najboljših za popravilo čolnov, čolnov in avto tuning. Omogoča minimalno krčenje, po redčenju ga je treba nanesti v 15 minutah. Čas polimerizacije je 45 minut.

Refleks

Reoflex Repair Resin ali Reflex poliestrska smola je sredstvo za laminiranje, ima ortoftalno osnovo in zmanjšano vsebnost stirena. Opis navaja, da ima smola visoko oprijemljivost na kovino, barve in lake, les, laminat in temeljne premaze.

Nastali premaz ima visoko odpornost na mehanske poškodbe, vibracije, odporen je na temperaturne spremembe in vpliv maziv, bencina in olj. Dodatek posebnih komponent omogoča plastificiranje materiala in uporabo za popravilo odbijačev in zapolnjevanje rež v kovini.

Smola za litje Norsodyne O-12335 AL

NorsodyneO-12335 AL je predhodno pospešena prozorna smola z visoko UV odpornostjo. Ima precej dolg čas želatinizacije - 16 - 22 minut. Razredčimo ga z Butanox trdilcem v volumnu 0,03 % celotne mase. Uporablja se za obdelavo poroznih materialov, kot je lepilo za gumijaste čolne, popravila avtomobilov. Lahko se uporablja pri temperaturah od +15 stopinj.

Novol Plus 720

Novol Plus 720 (Novol Plus 720) je še en priljubljen izdelek, ki se lahko uporablja za lepljenje gumijastih izdelkov, tesnjenje lukenj, odprtin in ojačitev plastičnih struktur. Uporablja se lahko za popravilo kamp prikolic, jaht in avtomobilskih karoserij.

Butanox se uporablja kot trdilec, nadomestimo ga lahko s 50% pasto benzoil peroksida. Poliestrska smola ima visoko trdnost, odlično brušenje in se lahko premaže s poliestrskimi kiti. Poraba na 1 m2 pri uporabi kot lepilo je majhna, izdelek se lahko uporablja s stekleno preprogo.

Druge znamke

S poliestrsko smolo Eskim ES-1060 lahko lepite različne površine in jih kaširate. Sestava je manj viskozna kot večina materialov, zato jo je enostavno nanašati.

Posebna lastnost je nizka občutljivost na količino topila in temperaturo utrjevanja. Smoli je enostavno dodati barvilo z lastnimi rokami, smola je združljiva z večino pigmentov. Izdelku lahko dodate cement, smukec, mavec in ga uporabite za izdelavo samonivelirnih tal.

Poliestrska smola Polipol 3401-A je ortoftalni material z nizkim krčenjem in se po utrjevanju praktično ne deformira. Pogosto se uporablja za proizvodnjo kemično odpornih posod, delov za čolne, zabaviščne vožnje in bazene. Koliko časa traja, da se izdelek suši? Čas želiranja je 30 minut, nadaljnje utrjevanje je odvisno od sobne temperature.

Lastnosti nenasičenih poliestrskih smol

Glavna razlika med nenasičenimi smolami in nasičenimi je v sestavi, natančneje v količini določenih komponent. Nenasičeni izdelki so bolj priljubljeni, saj njihova polimerizacija ne zahteva visokih temperatur, sestavki se strdijo tudi pri +23 stopinjah. Plus je manjša škoda za zdravje - ni sproščanja stranskih proizvodov.

Material se uporablja za izdelavo armirane plastike, lite izolacije, prevleke iz steklenih vlaken, radijskih naprav in električnih naprav. Primerno za trupe čolnov, čolnov, jaht, ki se uporabljajo v avtoservisu in avtomobilski industriji.

Topila, pospeševalci in inhibitorji

Bistvena sestavina smole je topilo-monomer. Potreben za redčenje, zmanjšanje viskoznosti (sam poliester je zelo gost), kot udeleženec kopolimerizacije. Za prenos materiala iz tekočega v trdno stanje se uporabljajo katalizatorji, na primer hidroperoksid (omogoča, da poliester pridobi končne lastnosti).

Pospeševalec se vnese v sestavo takoj ali doda za stabilizacijo mase med delovanjem. Običajno kobaltove soli delujejo kot pospeševalci. Brez dosledne uporabe takšnih snovi bo proces sušenja počasen ali prezgoden, končni izdelek pa poškodovan.

Delo s poliestrsko smolo

Najprej morate natančno izmeriti količino smole in pospeševalnika, razmerja so vedno navedena v navodilih. Priporočljivo je, da začnete delo z minimalno količino materialov - ne več kot 0,5 - 1 liter. Pospeševalnik dodajamo postopoma, nato pa smolo temeljito premešamo. Hitri gibi so nesprejemljivi - to bo omogočilo, da bo v maso prišlo veliko zraka.

Ko vnesete raztopino, se lahko spremeni odtenek tekočine (postane modra) in lahko pride do močnega segrevanja. Če se temperatura poliestra poveča, to pomeni, da se je začel proces polimerizacije.

Kadar je potrebno strjevanje upočasniti, lahko posodo z maso postavimo v posodo s hladno vodo. Prehod tekočine v želatinasto stanje pomeni konec njene uporabe. Običajno ta postopek traja 20–60 minut. Izdelke je potrebno prej zlepiti ali nanesti smolo na površine, po želatinizaciji materiala ni več mogoče premikati. Nato morate počakati na popolno polimerizacijo - od nekaj ur do 2 dni, vendar bo poliester pridobil končne lastnosti v 1 - 2 tednih.

Poliestrske smole in steklene preproge

Steklene preproge so steklena vlakna, narezana na majhne koščke (do 5 cm). Med seboj so povezani in se uporabljajo kot steklena vlakna. Poliester se uporablja za izdelavo steklenih preprog. Njihova trdnost je zaradi krajših vlaken manjša kot pri steklenih vlaknih, vendar je z njimi veliko lažje delati.

Po impregnaciji s smolo material postane kot goba, se dobro upogne in prevzame želeno obliko. Obstajajo tanke steklene preproge (steklena tančica) in zelo debele, kot odeja.

Izdelava umetnega kamna

Poleg predvidenega namena se poliester pogosto uporablja za izdelavo umetnega kamna. Da bi to naredili, se smola zmeša s polnili, mineralnimi sekanci, barvili, polimeri in steklom.

Za izdelavo velikih izdelkov (pulti, karnise) se uporablja metoda vlivanja - polnilo se položi v kalup in napolni s poliestrsko smolo. Tako lastnoročno izdelujejo izdelke iz marmorja - zmešajo poliester in umetne marmorne kose ter jih vlijejo v želeno obliko. Izdelek posušite v sušilni omari pod vplivom vročega zraka.

Nevarnost in škoda za ljudi

Škodljive sestavine so prisotne v skoraj vseh materialih anorganskega izvora. Posebej strupen je stiren, ta snov je lahko vnetljiva. S poliestrom morate vedno delati v skladu z zaščitnimi ukrepi. Oči so zaščitene pred hlapi in brizgi s posebnimi očali, dihala pa z respiratorjem.

Kako oprati material, če sestava pride na kožo? Območje morate takoj temeljito umiti z milom, vendar je bolje uporabiti posebno sestavo za čiščenje poliestrov. Prostor mora biti dobro prezračen, delo v bližini virov ognja je izključeno. Pri gašenju požara je prepovedano uporabljati vodo, treba je uporabiti gasilni aparat ali pesek.