Omättade polyesterhartser: egenskaper och omfattning. Polyesterhartser - vad är det? Tillämpning, funktioner i produktionsteknik

Mättade polyesterhartser kan ha olika sammansättningar, höga eller låga molekylvikter, linjära eller grenade, fasta eller flytande, elastiska eller styva, amorfa eller kristallina. Denna variation, i kombination med god beständighet mot ljus, fukt, temperatur, syre och många andra ämnen, är anledningen till att mättade polyesterhartser spelar en viktig roll som filmbildande medel för beläggningar. Dessutom används mättade polyesterhartser i olika industrier, såsom tillverkning av glasfiber, plastprodukter, polyuretaner, konstgjord sten, etc.

NPS egenskaper och tekniska egenskaper
Syntetiska polyesterhartser är syntetiska polymerer. De har historiskt fått sitt namn på grund av det faktum att de ursprungligen syntetiserade polymererna liknade naturliga hartser i struktur och egenskaper, såsom schellack, kolofonium, etc. Ämnen som tillsammans kallas "hartser" har en amorf struktur och består av besläktade molekyler av ojämn storlek och olika strukturer (homologer och isomerer). Hartser är bra dielektrika. De kännetecknas typiskt av frånvaron av en viss smältpunkt (gradvis övergång från fast till flytande), icke-flyktighet, löslighet i organiska lösningsmedel, olöslighet i vatten och förmågan att bilda filmer vid avdunstning av lösningsmedlet.
Studiet av mättade polyestrar började 1901 med framställningen av "glyptalharts", bestående av glycerin och ftalsyraanhydrid. Industriell produktion av dessa alkydhartser började på 1920-talet. i USA. Ytterligare utveckling av produktionen av mättade polyesterhartser för färger och andra ändamål beror i hög grad på studiet av nya typer av råmaterial.
Mättade polyesterhartser kallas ibland också oljefria alkyder eftersom de innehåller de flesta komponenter som används i traditionella alkydhartser förutom fettsyraradikaler.
Strukturen hos NPS som används vid tillverkning av färger och lacker kan vara grenad eller ogrenad (linjär). Den föredragna hartsstrukturen i detta fall är amorf (för att uppnå bättre upplösningsförmåga).
Låt oss överväga de viktigaste egenskaperna hos mättade polyesterhartser som används vid tillverkning av färger och lacker.

Molekylär massa. Sampolymerer med hög molekylvikt (10 000-30 000) har vanligtvis en linjär struktur. De bildas av tereftal- och isoftalsyror, alifatiska dikarboxylsyror och olika dioler. God löslighet i vanliga lösningsmedel uppnås genom att välja lämplig färgformulering. I vissa fall (lacker för folie, tryckfärger etc.) används polyestrar med hög molekylvikt som filmbildande ämnen som torkar fysiskt. Optimala egenskaper hos färgfilmer erhålls dock endast när de modifieras med strukturbildande hartser. Speciella kristallina polyestrar med hög molekylvikt krossas och används som pulverfärger, som på senare tid alltmer har funnits användning inte bara vid målning av färdiga produkter, utan också vid beläggning av valsad metall och plåt.
För konventionella färger och lacker används polyestrar med Mr 1500-4000. Linjära polyestrar med låg molekylvikt kan ha molekylvikter upp till 7000; grenade polyestrar har en molekylvikt på upp till 5000. Sådana hartser är inte lämpliga för att tillverka färger som torkas fysiskt. De bör betraktas som prepolymerer för reaktionssystem med strukturbildande hartser. Prepolymerklasser och tillämpningar presenteras i tabellen.

Klassificering av mättade polyesterhartser som används för tillverkning av färger och lacker

Strukturera	Klass	Genomsnittlig Mr	Strukturbildande ämne	Ansökan
	Linjär, hög molekylvikt	10000-30000	Melamin, bensoguanaminhartser	Coil/burkbeläggning behållare, flexibel förpackning)
	Linjär, låg molekylvikt	1000-7000	Melamin, blockerade polyisocyanathartser	Coil/burkbeläggning (beläggningar för valsad metall/behållare, flexibel förpackning)bil- och industrifärger
	Förgrenad, lågmolekylär, hydroxifunktionell	1000-5000	Melamin, blockerad/fria polyisocyanathartser	Bil-/industrifärger, pulverfärger
	Förgrenad, lågmolekylär, karboxifunktionell	1000-5000	Triglycidylisocyanat,epoxi, melaminhartser	Pulverlacker, vattenlösliga färger
	Låg molekylvikt, innehåller akrylatgrupper	1000-5000	Elektrostråle och UV-härdning	Papper/plastbeläggningar, tryckfärger

Källa: Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, sjätte upplagan, 2002

Glasövergångstemperatur. Glasövergångstemperaturen Tg för polyesterhartser kan varieras genom att välja lämpliga alifatiska råmaterial. Tg-värdet för icke mjukgjorda aromatiska sampolyestrar är ungefär 70°C, och det för sampolyestrar bildade av cykloalifatiska glykoler överstiger 100°C. Alifatiska polyestrar med långa metylenkedjor mellan estergrupperna har en Tg under -100°C. För coil-coating-processen är det att föredra att använda hartser med en övergångstemperatur från ett mycket elastiskt tillstånd till ett glasartat tillstånd på mer än 45 ° C. Ett harts med en övergångstemperatur på mer än 45°C har en oordnad (amorf) struktur och är lösligt i ett stort antal organiska lösningsmedel.

Löslighet, kristallinitet och kompatibilitet. Lösligheten av polyester bestäms till stor del av naturen och det kvantitativa förhållandet mellan dess ingående monomerer. Polyestrar med en ordnad struktur är kristallina. Exempel på högkristalliserade polyestrar är polyetylenglykoltereftalat och polybutylentereftalat. Även om måttligt eller höggradigt kristalliserade sampolymerer är olösliga i lösningsmedel kan de användas i pulverfärger. Svagt kristalliserade sampolymerer löses till exempel i ketoner och används främst för att erhålla flerskiktslim.
Låg molekylvikt och låg Tg påverkar gynnsamt kompatibiliteten av polyesterhartser med andra filmbildande ämnen (akryl, epoxi, aminohartser, cellulosaestrar). Alla NPC:er är inte kompatibla med varandra. Till exempel är polyestrar erhållna från ftalsyra inte alltid kompatibla med andra NPS.
Tabellen sammanfattar de viktigaste egenskaperna hos NPS och utvärderar deras fördelar och nackdelar som råmaterial för tillverkning av beläggningar för valsad metall.

Huvudegenskaper hos mättade polyesterhartser som används för tillverkning av beläggningar för lindad metall (coil/burkbeläggning)

Allmän kemisk formel
Egenskaper	Molekylär massa	1000-25000
	Glasövergångstemperatur	-70°С ÷110°С
	Fast tillstånd	amorf eller kristallin(T pl 100-250°C)
	Strukturera	linjär eller grenad
	Reaktionsgrupper	OH/COOH
	Löslighet i amorfa former	estrar, aromatiska kolväten, ketoner
Fördelar	Stort utbud av kompositionerBra balans mellan styrka och elasticitetBra vidhäftning till metall (högst för linjär NPS med hög molekylvikt)Bra väderbeständighet
Brister	Filmtjockleken är begränsad till cirka 30 µmI några I de fall det inte är möjligt att uppnå den erforderliga graden av tvärbindning i den slutliga beläggningen

Källa: Degussa. Basic harts för coil coating

De tekniska egenskaperna för tillverkade hartser (specifikationer) måste inkludera sådana grundläggande parametrar som viskositet, syratal, hydroxyltal, innehåll av fast material, färg (enligt Gardner-färgskalan), lösningsmedel. Ytterligare parametrar som anges i specifikationen kan vara produktdensitet, antändningstemperatur, glasövergångstemperatur, molekylvikt och innehåll av icke-flyktiga ämnen. Produktens prestandaegenskaper och användningsområden anges också. Specifikationen anger de testmetoder/standarder med vilka indikatorerna bestämdes.
Beroende på syftet med polyesterhartser kan surhetskoefficienten vara från 0 till 100 mg KOH/g, hydroxidtalet - från 0 till 150 mg KOH/g.
Ungefärliga tekniska egenskaper för oljepumpar tillverkade för coil-coating kan presenteras enligt följande:

Tekniska egenskaper hos NPS

Index	Menande*	Enhet förändra
Viskositet, 23 ºC	1-8	Passera
Gardner färgskala	0-3	-
TV-innehåll in-va	39-71	%
Syratal, 100 %	0-12	mg KOH/g
Hydroxylnummer	0-120	mg KOH/g
Densitet, 23 ºC	1040-1075	kg/m 3
Flampunkt	22-70 och uppåt	°C
Glasövergångstemperatur	8-70	°C

* Värdeintervallet ges för de mest kända hartserna från europeisk och kinesisk produktion. Specifikationen för varje harts anger värdeintervallet som motsvarar dess egenskaper (3,5-4,5 Pa.s, 100-120 mg KOH/g, etc.)

Beroende på de tekniska egenskaperna hos metallmålningslinjen, såväl som egenskaperna hos den slutliga produkten som planeras att erhållas, väljs hartser, på grundval av vilka motsvarande färgmaterial produceras. I synnerhet beaktas härdningstemperaturen, kompatibilitet med andra komponenter i lackmaterial och motståndskraft mot påverkan under vilka den målade valsade metallprodukten är planerad att användas.
Hartsens egenskaper bestämmer också vilken typ av färgmaterial som kommer att erhållas från det. Dessa kan vara primers, emaljer, färger avsedda för olika stadier av beläggning av spolad metall (se kapitlet om beskrivning av coil-beläggningsprocessen).

Strukturering av NPS
NPS som används vid tillverkning av färger och lacker måste i de flesta fall struktureras genom blandning med strukturbildande amino-, melamin-, bensoguanamin- eller epoxihartser. Av denna anledning kan hartsformuleringar innefatta följande kemiska föreningar som tvärbinder linjära polymerer: aminogrupper, isocyanatgrupper och epoxigrupper. Valet av grupp beror på slutanvändningen av hartserna.
Strukturbildning är också möjlig med användning av en katalysator. Om strukturbildning vid rumstemperatur är nödvändig, används polyisocyanathartser som tvärbindningsmedel.
Formaldehydmodifierade aminohartser (melamin-, bensoguanamin- och polyureahartser) är de viktigaste hartserna som används för termisk härdning av polyesterhartser som innehåller en funktionell hydroxylgrupp. I den inhemska industrin kallas material baserade på amino- och polyesterhartser för oligo-amino-formaldehydhartser. Förhållandet polyester/aminoharts är vanligtvis mellan 95:5 och 60:40 (100 % polyester).
Exempel på föreningar som innehåller epoxigrupper är difenylolpropan A-epoxihartser (t.ex. Epikote 828™, Epikote 1001™ och Epikote 1004™, tillverkade av Shell), hydrerade difenylolpropan A-epoxiföreningar, alifatiska epoxiföreningar, epoxiderad epoxiderad olja, epoxiderad epoxiderad olja. eller sojabönolja), olja), epoxiderade borater och triglycidylisocyanurat. Karboxyl:epoxidförhållandet är typiskt mellan 0,85:1 och 1:0,85. Pulverbeläggningar värmehärdar typiskt karboxifunktionella polyesterhartser med epoxihartser (dessa blandningar kallas hybridhartser).
Exempel på föreningar som tvärbinder linjära polyestrar som innehåller isocyanatgrupper - hexametylendiisocyanat ((HDI), toluendiisocyanat (TDI), isoforondiisocyanat (IPDI), tetrametylxylendiisocyanat (TMXDI), 3,4 isocyanat metyl-1-metyl-cyklohexylisocyanat (cyklohexylisocyanat) , deras dimerer och trimmers. Genom att kombinera polyester- och polyisocyanathartser produceras tvåkomponents polyuretanfärger.
Katalysatorer (såsom bensyltimetylamminiumklorid eller 2-metylimidazol) används för att påskynda den termiska härdningsreaktionen. Katalysatorer för härdning av polyesterharts är starka syror såsom sulfonsyra, mono- och dialkylfosfat, butylfosfat och butylmaleat.
Katalysatorhalten är vanligtvis från 0,1 till 5 % (beroende på hartset).

Exempel på tvärbindningsmedel som används vid framställning av spolbeläggningar

Melaminhartser
Blockerade polyisocyanathartser
Epoxier

- polyesterhartser för allmänna ändamål erhållen genom förestring av propylenglykol med en blandning av ftalsyra- och maleinsyraanhydrider. Förhållandet mellan ftalsyra och maleinsyraanhydrider kan variera från 2:1 till 1:2. Det resulterande polyesteralkydhartset blandas med styren i förhållandet 2:1. Den här typen av harts har ett brett användningsområde: de används för att tillverka pallar, båtar, delar till duschstänger, simbassänger och vattentankar.

- elastiska polyesterhartser Istället för ftalsyraanhydrid används linjära tvåbasiska syror (adipin eller talgsyra). Ett mer elastiskt och mjukt omättat polyesterharts bildas. Användningen av dietylen eller dipropylenglykoler istället för propylenglykol ger också hartserna elasticitet. Tillsatsen av sådana polyesterhartser till styva hartser för allmänna ändamål minskar deras sprödhet och gör dem lättare att bearbeta. Denna effekt används vid tillverkning av gjutna polyesterknappar. Sådana hartser används ofta för dekorativ gjutning i möbelindustrin och vid tillverkning av tavelramar. För att göra detta införs cellulosafyllmedel (till exempel malda nötskal) i elastiska hartser och gjuts i silikongummiformar. Fin reproduktion av träsniderier kan uppnås genom att använda silikongummiformar gjutna direkt från originalsniderierna.

- elastiska polyesterhartser inta en mellanposition mellan styva allmänna hartser och elastiska. De används för att tillverka slagtåliga produkter som spelbollar, skyddshjälmar, stängsel, bil- och flygplansdelar. För att erhålla sådana hartser används isoftalsyra istället för ftalsyraanhydrid. Processen genomförs i flera steg. För det första ger reaktionen av isoftalsyra med glykol ett polyesterharts med lågt syratal. Därefter tillsätts maleinsyraanhydrid och förestringen fortsätter. Som ett resultat erhålls polyesterkedjor med ett övervägande arrangemang av omättade fragment i ändarna av molekylerna eller mellan block bestående av glykol-isoftalpolymer

- lågkrympande polyesterhartser Vid formning av glasfiberarmerad polyester resulterar skillnaden i krympning mellan hartset och glasfibern i gropbildning på ytan av produkten. Användningen av lågkrympande polyesterhartser minskar denna effekt, och de resulterande gjutna produkterna kräver inte ytterligare slipning före målning, vilket är en fördel vid tillverkning av bildelar och elektriska hushållsapparater. Lågkrympande polyesterhartser inkluderar termoplastiska komponenter (polystyren eller polymetylmetakrylat) som endast är delvis lösta i den ursprungliga kompositionen. Under härdning, åtföljd av en förändring i systemets fastillstånd, bildas mikrohålrum, som kompenserar för den vanliga krympningen av polymerhartset.

- väderbeständiga polyesterhartser, bör inte bli gul när den utsätts för solljus, för vilket ändamål ultravioletta strålningsabsorbenter läggs till dess sammansättning. Styren kan ersättas med metylmetakrylat, men endast delvis, eftersom metylmetakrylat inte interagerar bra med dubbelbindningarna av fumarsyra, som är en del av polyesterhartset. Denna typ av harts används vid tillverkning av beläggningar, ytterpaneler och lanterntak.

- kemiskt resistenta polyesterhartser estergrupper hydrolyseras lätt av alkalier, som ett resultat av vilket instabiliteten hos polyesterhartser till alkalier är deras grundläggande nackdel. En ökning av kolskelettet hos den ursprungliga glykolen leder till en minskning av andelen eterbindningar i hartset. Således har hartser som innehåller "bisglykol" (en produkt från reaktionen av bisfenol A med propylenoxid) eller hydrerad bisfenol ett betydligt lägre antal esterbindningar än motsvarande harts för allmänna ändamål. Sådana hartser används vid tillverkning av kemiska utrustningsdelar - avgashuvar eller skåp, kemiska reaktorkroppar och tankar, såväl som rörledningar.

- brandskyddande polyesterhartser En ökning av hartsets motståndskraft mot antändning och förbränning uppnås genom att använda halogenerade tvåbasiska syror, såsom tetrafluoroftalsyra, tetrabromftalsyra och klorendinsyra, istället för ftalsyraanhydrid. Ytterligare ökning av brandmotståndet uppnås genom att införa olika förbränningsinhibitorer i hartset, såsom estrar av fosforsyra och antimonoxid. Brandskyddande polyesterhartser används vid tillverkning av avgashuvar, elektriska komponenter, strukturella paneler och skroven på vissa typer av örlogsfartyg.

- hartser för speciella ändamål. Användning av triallylisocyanurat istället för styren förbättrar till exempel hartsernas värmebeständighet avsevärt. Speciella hartser kan härdas med UV-strålning genom att tillsätta ljuskänsliga medel som bensoin eller dess etrar.

Epoxihartser - oligomerer som innehåller epoxigrupper och som kan bilda tvärbundna polymerer under inverkan av härdare. De vanligaste epoxihartserna är polykondensationsprodukter av epiklorhydrin med fenoler, oftast med bisfenol A.

n kan nå 25, men oftast återfinns epoxihartser med antalet epoxigrupper mindre än 10. Ju högre polymerisationsgrad, desto tjockare harts. Ju lägre siffra som anges på hartset, desto fler epoxigrupper innehåller hartset.

Egenskaper hos epoxipolymerer:

ü möjligheten att få dem i flytande och fast tillstånd,

ü frånvaro av flyktiga ämnen under härdning,

ü förmåga att härda i ett brett temperaturområde,

ü lätt krympning,

ü giftfritt i härdat tillstånd,

ü höga värden på vidhäftning och sammanhållningshållfasthet,

ü kemikaliebeständighet.

Epoxiharts tillverkades först av den franske kemisten Castan 1936. Epoxiharts erhålls genom polykondensation av epiklorhydrin med olika organiska föreningar: från fenol till ätliga oljor (epoxidation). Värdefulla kvaliteter av epoxihartser erhålls genom katalytisk oxidation av omättade föreningar.

För att använda hartset behöver du en härdare. Härdaren kan vara en polyfunktionell amin eller anhydrid, ibland en syra. Härdningskatalysatorer används också. Efter blandning med en härdare kan epoxihartset härdas - omvandlas till ett fast, osmältbart och olösligt tillstånd. Det finns två typer av härdare: kallhärdning och varmhärdning. Om det är polyetylenpolyamin (PEPA) kommer hartset att härda inom en dag i rumstemperatur. Anhydridhärdare kräver 10 timmars tid och uppvärmning till 180 ° C i en värmekammare.

ES-härdningsreaktionen är exoterm. Hastigheten med vilken hartset härdar beror på blandningens temperatur. Ju högre temperatur, desto snabbare reaktion. Dess hastighet fördubblas när temperaturen ökar med 10°C och vice versa. Alla möjligheter att påverka härdningshastigheten beror på denna grundregel. Förutom temperatur beror polymerisationstiden också på förhållandet mellan area och massa av hartset. Till exempel, om 100 g av en blandning av harts och härdare förvandlas till ett fast tillstånd på 15 minuter vid en initial temperatur på 25°C, då polymeriserar dessa 100 g, jämnt fördelade över en yta av 1 m2, i mer än två timmar.

För att epoxihartset tillsammans med härdaren i härdat tillstånd ska vara mer plastiskt och inte gå sönder (spricka) är det nödvändigt att tillsätta mjukgörare. De är, liksom härdare, olika, men alla syftar till att ge hartset plastiska egenskaper. Det vanligaste mjukningsmedlet är dibutylftalat.

Tabell - Några egenskaper hos omodifierade och ofylda dianeepoxihartser.

Karakteristiskt namn	Menande
Densitet vid 20 °C, g/cm 3	1,16÷1,25
Glasövergångstemperatur, °C	60÷180
Värmeledningsförmåga, W/(m×K)	0,17÷0,19
Specifik värmekapacitet, kJ/(kg K)	0,8÷1,2
Temperaturkoefficient för linjär expansion, °C -1	(45÷65) 10 -6
Värmebeständighet enligt Martens, °C	55÷170
Vattenabsorption under 24 timmar, %	0,01÷0,1
Draghållfasthet, MN/m2	40÷90
Elasticitetsmodul (vid kortvarig stress), GN/m 2	2,5÷3,5
Slaghållfasthet, kJ/m 2	5÷25
Relativ förlängning, %	0,5÷6
Dielektrisk konstant vid 20°C och 1 MHz	3,5÷5
Specifik volymetrisk elektrisk resistans vid 20°C, Ohm cm	10 14 ÷10 16
Dielektrisk förlusttangent vid 20°C och 1 MHz	0,01÷0,03
Elektrisk styrka vid 20°C, MV/m	15÷35
Fuktgenomsläpplighet, kg/(cm sek n/m 2)	2,1 10 -16
Coeff. vattendiffusion, cm 2 / h	10 -5 ÷10 -6

Epoxydianhartser av kvaliteterna ED-22, ED-20, ED-16, ED-10 och ED-8, som används i den elektriska, radioelektroniska industrin, flygplan, fartyg och maskinteknik, i konstruktion som en komponent av gjut- och impregneringsmassa, lim, tätningsmedel, bindemedel för armerad plast. Lösningar av epoxihartser av märkena ED-20, ED-16, E-40 och E-40R i olika lösningsmedel används för tillverkning av emaljer, fernissor, kitt och som halvfabrikat för tillverkning av andra epoxihartser , ingjutningskompositioner och lim.

Epoxihartser modifierade med mjukgörare - hartser av märkena K-153, K-115, K-168, K-176, K-201, K-293, UP-5-132 och KDZh-5-20 används för impregnering, gjutning, omslutning och försegling av delar och som lim, elektriskt isolerande gjutkompositioner, isolerande och skyddande beläggningar, bindemedel för glasfiber. Sammansättningen av varumärket K-02T används för impregnering av flerskiktslindningsprodukter i syfte att cementera, öka fuktmotstånd och elektriska isoleringsegenskaper.

Modifierade epoxihartser av märket EPOFOM används vid olika industriella och civila anläggningar som rostskyddsbeläggningar för att skydda metall- och betongbyggnadskonstruktioner och kapacitiv utrustning från effekterna av kemiskt aggressiva miljöer (särskilt syror, alkalier, petroleumprodukter, industri- och avloppsavfall). ), nederbörd och hög luftfuktighet. Dessa hartser används också för vattentätning och monolitiska självutjämnande beläggningar av betonggolv, grundning och applicering av ett ytskikt. Baserat på EPOFOM märkesharts, erhålls gjutnings- och impregneringskompositioner med ett högt innehåll av förstärkande tyger och fyllmedel, kompositmaterial och slitstarka beläggningar. EPOFOM används som en impregneringskomponent av slangmaterial för reparation och restaurering av rörledningar i avloppsnät, trycknätverk för kall- och varmvattenförsörjning utan att demontera dem och ta bort rör från marken (renchless-metod).

Kompositioner av märket EZP används för att belägga förvaringsbehållare för vin, mjölk och andra flytande livsmedel, såväl som olika typer av flytande bränsle (bensin, fotogen, eldningsolja, etc.).

Fenol-formaldehydhartser. År 1909 rapporterade Baekeland det material han hade skaffat, som han kallade Bakelit. Detta fenol-formaldehydharts var den första syntetiska härdplasten som inte mjuknade vid höga temperaturer. Genom att utföra kondensationsreaktionen av formaldehyd och fenol fick han en polymer som han inte kunde hitta något lösningsmedel för.

Fenol-formaldehydhartser är polykondensationsprodukter av fenoler eller dess homologer (kresoler, xylenoler) med formaldehyd. Beroende på förhållandet mellan reaktanter och katalysatorns natur, bildas termoplastiska (novolack) eller värmehärdande (resol) hartser. Novolachartser är övervägande linjära oligomerer, i vilkas molekyler fenolkärnorna är förbundna med metylenbryggor och innehåller nästan inga metylolgrupper (-CH 2 OH).

Resolhartser är en blandning av linjära och grenade oligomerer innehållande ett stort antal metylolgrupper, kapabla till ytterligare transformationer.

Funktioner hos FFS:

ü av naturen - fasta, trögflytande ämnen som tillförs produktionen i form av pulver;

ü för användning som en matris, smält eller lös upp i ett alkohollösningsmedel;

ü Härdningsmekanismen för resolhartser består av 3 steg. I steg A liknar hartset (resolen) i fysikaliska egenskaper novolacker, eftersom löser sig och smälter, i steg B kan hartset (resitol) mjukna vid upphettning och svälla i lösningsmedel, i steg C smälter eller löses inte hartset (resitol);

ü för att härda novolackhartser krävs en härdare (vanligtvis administreras metenamin, 6-14 viktprocent av hartset);

ü är lätta att modifiera och modifiera själva.

Fenolharts användes först som en lättgjuten, högkvalitativ isolator som skyddade mot höga temperaturer och elektriska strömmar, och blev sedan huvudmaterialet i art déco-stilen. Nästan den första kommersiella produkten som erhölls genom pressning av bakelit var ändarna på ramen på en högspänningsspole.Fenol-formaldehydharts (FFR) har tillverkats av industrin sedan 1912. I Ryssland var tillverkningen av gjutna rester under namnet karbolit organiserad 1912-1914.

Fenol-formaldehydbindemedel härdas vid temperaturer av 160-200°C med användning av ett betydande tryck av storleksordningen 30-40 MPa och däröver. De resulterande polymererna är stabila under långvarig uppvärmning till 200°C och kan under en begränsad tid motstå effekterna av högre temperaturer i flera dagar vid temperaturer på 200-250°C, flera timmar vid 250-500°C, flera minuter vid temperaturer av 500-500°C, 1000°C. Nedbrytningen börjar vid en temperatur på cirka 3000°C.

Nackdelarna med fenol-formaldehydhartser inkluderar deras bräcklighet och stora volymetriska krympning (15-25%) under härdning, förknippad med frisättningen av en stor mängd flyktiga ämnen. För att erhålla ett material med låg porositet är det nödvändigt att applicera höga tryck under formningen.

Fenol-formaldehydhartser av märkena SFZh-3027B, SFZh-3027V, SFZh-3027S och SFZh-3027D är avsedda för produktion av värmeisoleringsprodukter baserade på mineralull, glasfiber och för andra ändamål. Fenol-formaldehydharts kvalitet SFZh-3027S är avsedd för produktion av skumplastkvalitet FSP.

Baserat på FPS tillverkas en mängd olika plaster som kallas fenoplaster. De flesta av dem innehåller, förutom bindemedlet (harts), även andra komponenter (fyllmedel, mjukgörare, etc.). De förädlas till produkter huvudsakligen genom pressning. Pressmaterial kan framställas på basis av både novolack- och resolhartser. Beroende på vilket fyllmedel som används och malningsgrad är alla pressmaterial indelade i fyra typer: pulver (presspulver), fibröst, smulliknande och skiktat.

Beteckningen på presspulver består oftast av bokstaven K, som betecknar ordsammansättningen, numret på det harts på vilket detta pressmaterial är tillverkat och ett nummer som motsvarar fyllmedlets nummer. Alla presspulver kan delas in i tre stora grupper enligt deras avsedda syfte:

Pulver för tekniska produkter och hushållsprodukter (K-15-2, K-18-2, K-19-2, K-20-2, K-118-2, K-15-25, K-17-25, etc. etc.) tillverkas på basis av novolackhartser. Produkter tillverkade av dem bör inte utsättas för betydande mekanisk belastning, högspänningsström (mer än 10 kV) och temperaturer över 160°C.

Pulver för elektriska isoleringsprodukter (K-21-22, K211-2, K-211-3, K-211-4, K-220-21, K-211-34, K-214-2, etc.) är tillverkas i de flesta fall på basis av resolhartser. Produkterna tål strömspänningar på upp till 20 kV vid temperaturer upp till 200°C.

Pulver för specialprodukter har ökad vatten- och värmebeständighet (K-18-42, K-18-53, K-214-42, etc.), ökad kemikaliebeständighet (K-17-23. K-17- 36 , K-17-81, K-18-81, etc.), ökad slaghållfasthet (FKP-1, FKPM-10, etc.) etc.

Fibrösa pressmaterial framställs på basis av resolhartser och fibröst fyllmedel, vars användning gör det möjligt att öka vissa mekaniska egenskaper hos plast, främst specifik slaghållfasthet.

Fibrer är pressmaterial baserade på fyllmedel - bomullscellulosa. För närvarande tillverkas tre typer av glasfiber: glasfiber, höghållfast glasfiber och glasfibersnöre. Baserat på asbest och resolharts produceras pressmaterial av kvaliteterna K-6, K-6-B (avsedda för tillverkning av samlare) och K-F-3, K-F-Z-M (för bromsbelägg). Pressmaterial som innehåller glasfiber kallas glasfiber. Den har högre mekanisk hållfasthet, vatten- och värmebeständighet än andra fibrösa pressmaterial.

Smulliknande pressmaterial är gjorda av resolharts och bitar (smulor) av olika tyger, papper och träfaner. De har ökad specifik slaghållfasthet.

Skiktade pressmaterial produceras i form av stora plåtar, plattor, rör, stavar och formade produkter. Beroende på typ av fyllmedel (bas) tillverkas arklaminerade plaster i följande typer: textolit - på bomullstyg, glasfiber - på glastyg, asbesttextolit - på asbesttyg, getinax - på papper, trälaminerad plast - på träfaner.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Kapitel 1. Mättade polyesterhartser: egenskaper och tillämpningar

NPS egenskaper och tekniska egenskaper

Syntetiska polyesterhartser är syntetiska polymerer. De har historiskt fått sitt namn på grund av det faktum att de ursprungligen syntetiserade polymererna liknade naturliga hartser i struktur och egenskaper, såsom schellack, kolofonium, etc. Ämnen som tillsammans kallas "hartser" har en amorf struktur och består av besläktade molekyler av ojämn storlek och olika strukturer (homologer och isomerer). Hartser är bra dielektrika. De kännetecknas typiskt av frånvaron av en viss smältpunkt (gradvis övergång från fast till flytande), icke-flyktighet, löslighet i organiska lösningsmedel, olöslighet i vatten och förmågan att bilda filmer vid avdunstning av lösningsmedlet.

Studiet av mättade polyestrar började 1901 med framställningen av "glyptalharts", bestående av glycerin och ftalsyraanhydrid. Industriell produktion av dessa alkydhartser började på 1920-talet. i USA. Ytterligare utveckling av produktionen av mättade polyesterhartser för färger och andra ändamål beror i hög grad på studiet av nya typer av råmaterial.

Mättade polyesterhartser kallas ibland också oljefria alkyder eftersom de innehåller de flesta komponenter som används i traditionella alkydhartser förutom fettsyraradikaler.

Strukturen hos NPS som används vid tillverkning av färger och lacker kan vara grenad eller ogrenad (linjär). Den föredragna hartsstrukturen i detta fall är amorf (för att uppnå bättre upplösningsförmåga).

Låt oss överväga de viktigaste egenskaperna hos mättade polyesterhartser som används vid tillverkning av färger och lacker.

Molekylär massa

Sampolymerer med hög molekylvikt (10 000-30 000) har vanligtvis en linjär struktur. De bildas av tereftal- och isoftalsyror, alifatiska dikarboxylsyror och olika dioler. God löslighet i vanliga lösningsmedel uppnås genom att välja lämplig färgformulering. I vissa fall (lacker för folie, tryckfärger etc.) används polyestrar med hög molekylvikt som filmbildande ämnen som torkar fysiskt. Optimala egenskaper hos färgfilmer erhålls dock endast när de modifieras med strukturbildande hartser. Speciella kristallina polyestrar med hög molekylvikt krossas och används som pulverfärger, som på senare tid alltmer har funnits användning inte bara vid målning av färdiga produkter, utan också vid beläggning av valsad metall och plåt.

För konventionella färger och lacker används polyestrar med Mr 1500-4000. Linjära polyestrar med låg molekylvikt kan ha molekylvikter upp till 7000; grenade polyestrar har en molekylvikt på upp till 5000. Sådana hartser är inte lämpliga för att tillverka färger som torkas fysiskt. De bör betraktas som prepolymerer för reaktionssystem med strukturbildande hartser. Prepolymerklasser och tillämpningar presenteras i tabellen.

Temperaturglasövergång. Glasövergångstemperaturen Tg för polyesterhartser kan varieras genom att välja lämpliga alifatiska råmaterial. Tg-värdet för icke mjukgjorda aromatiska sampolyestrar är ungefär 70°C, och det för sampolyestrar bildade av cykloalifatiska glykoler överstiger 100°C. Alifatiska polyestrar med långa metylenkedjor mellan estergrupperna har en Tg under -100°C. För coil-coating-processen är det att föredra att använda hartser med en övergångstemperatur från ett mycket elastiskt tillstånd till ett glasartat tillstånd på mer än 45 ° C. Ett harts med en övergångstemperatur på mer än 45°C har en oordnad (amorf) struktur och är lösligt i ett stort antal organiska lösningsmedel.

Löslighet,kristallinitetOchkompatibilitet. Lösligheten av polyester bestäms till stor del av naturen och det kvantitativa förhållandet mellan dess ingående monomerer. Polyestrar med en ordnad struktur är kristallina. Exempel på högkristalliserade polyestrar är polyetylenglykoltereftalat och polybutylentereftalat. Även om måttligt eller höggradigt kristalliserade sampolymerer är olösliga i lösningsmedel kan de användas i pulverfärger. Svagt kristalliserade sampolymerer löses till exempel i ketoner och används främst för att erhålla flerskiktslim.

Låg molekylvikt och låg Tg påverkar gynnsamt kompatibiliteten av polyesterhartser med andra filmbildande ämnen (akryl, epoxi, aminohartser, cellulosaestrar). Alla NPC:er är inte kompatibla med varandra. Till exempel är polyestrar erhållna från ftalsyra inte alltid kompatibla med andra NPS.

Tabellen sammanfattar de viktigaste egenskaperna hos NPS och utvärderar deras fördelar och nackdelar som råmaterial för tillverkning av beläggningar för valsad metall.

Huvudegenskaper hos mättade polyesterhartser som används för tillverkning av beläggningar för lindad metall (coil/burkbeläggning)

Beroende på syftet med polyesterhartser kan surhetskoefficienten vara från 0 till 100 mg KOH/g, hydroxidtalet - från 0 till 150 mg KOH/g.

Ungefärliga tekniska egenskaper för oljepumpar tillverkade för coil-coating kan presenteras enligt följande:

Tekniska egenskaper hos NPS

* Värdeintervallet ges för de mest kända hartserna från europeisk och kinesisk produktion. Specifikationen för varje harts anger värdeintervallet som motsvarar dess egenskaper (3,5-4,5 Pas, 100-120 mg KOH/g, etc.)

Hartsens egenskaper bestämmer också vilken typ av färgmaterial som kommer att erhållas från det. Dessa kan vara primers, emaljer, färger avsedda för olika stadier av beläggning av spolad metall (se kapitlet om beskrivning av coil-beläggningsprocessen).

Strukturering av NPS

NPS som används vid tillverkning av färger och lacker måste i de flesta fall struktureras genom blandning med strukturbildande amino-, melamin-, bensoguanamin- eller epoxihartser. Av denna anledning kan hartsformuleringar innefatta följande kemiska föreningar som tvärbinder linjära polymerer: aminogrupper, isocyanatgrupper och epoxigrupper. Valet av grupp beror på slutanvändningen av hartserna.

Strukturbildning är också möjlig med användning av en katalysator. Om strukturbildning vid rumstemperatur är nödvändig, används polyisocyanathartser som tvärbindningsmedel.

Formaldehydmodifierade aminohartser (melamin-, bensoguanamin- och polyureahartser) är de viktigaste hartserna som används för termisk härdning av polyesterhartser som innehåller en funktionell hydroxylgrupp. I den inhemska industrin kallas material baserade på amino- och polyesterhartser oligo-amino-formaldehydhartser. Förhållandet polyester/aminoharts är vanligtvis mellan 95:5 och 60:40 (100 % polyester).

Exempel på föreningar som innehåller epoxigrupper är difenylolllpropan A epoxiharts (t.ex. Epikote 828™, Epikote 1001™ och Epikote 1004™, tillverkare Shell), hydrerad difenylpropan, främmande epoxiderade alkider, epoxiderade oljor eller epoxiderade oljor (till exempel epoxiderade oljor). epoxiderade borater och triglycidylisocyanurat. Karboxyl:epoxidförhållandet är typiskt mellan 0,85:1 och 1:0,85. Pulverbeläggningar värmehärdar typiskt karboxifunktionella polyesterhartser med epoxihartser (dessa blandningar kallas hybridhartser).

Exempel på föreningar som tvärbinder linjära polyestrar som innehåller isocyanatgrupper - hexametylendiisocyanat ((HDI),

toluendiisocyanat (TDI), isoforondiisocyanat (IPDI), tetrametylxylendiisocyanat (TMXDI), 3,4-isocyanatmetyl-1-metylcyklohexylisocyanat (IMCI), deras dimerer och trimmers. Genom att kombinera polyester- och polyisocyanathartser produceras tvåkomponents polyuretanfärger.

Katalysatorer (såsom bensyltimetylamminiumklorid eller 2-metylimidazol) används för att påskynda den termiska härdningsreaktionen. Katalysatorer för härdning av polyesterharts är starka syror såsom sulfonsyra, mono- och dialkylfosfat, butylfosfat och butylmaleat.

Katalysatorhalten är vanligtvis från 0,1 till 5 % (beroende på hartset).

Kapitel 2. Polyesterhartser: egenskaper, råmaterial, produktion

Blandningar av dessa oligoestrar och deras lösningar i sampolymeriserbara monomerer (styren, metylmetakrylat, diallylftalat etc.) brukar också kallas polyesterhartser. Oligoestrar erhålls genom polykondensation i ett smält eller inert lösningsmedel: polymaleater från maleinsyra HOOCCH = CHCOOH eller dess anhydrid (ibland blandad med en annan dikarboxylsyra eller anhydrid) och glykol; oligoesterakrylater från en omättad monokarboxylsyra [vanligtvis akryl CH2=CHCOOH eller metakryl CH2=C(CH3)COOH], glykol och dikarboxylsyra. I formlerna A och A ovan är tvåvärda rester som ingår i glykol- respektive dikarboxylsyramolekylerna; X = -H, -CH3 eller -Cl; x = 1-5; y = 0-5; n = 1 -20 Eten-, dietylen-, trietylen- och 1,2-propylenglykoler används oftast som glykoler, ibland (främst vid framställning av oligoesterakrylater) ersätts glykoler helt eller delvis med glycerol, pentaerytritol eller xylitol. Adipinsyra, talgsyra används som dikarboxylsyror, ftalsyra, isoftalsyra, tereftalsyra, tetraklorftalsyra, etc. Omättade oligoestrar - trögflytande vätskor eller fasta ämnen med en mjukningspunkt på 30-150°C, molekylvikt 300-3000, densitet 5,01 cm-1,01 cm. C) De flesta polyesterhartser används som bindemedel för glasfiberplaster. Dessutom används de i stor utsträckning för beredning av färger och lacker, som polymerblandningar för att fylla delar av radio- och elektrisk utrustning, för impregnering av porösa metallgjutgods i syfte att täta dem, samt för att erhålla sybehörsprodukter etc. Polyesterhartser används också som bas för kompositioner för självutjämnande golv, spackel och lim för limning av glasfiberplaster, samt med asbestcement och fiberskivor, bikakeplast och andra material.

Råvaror för framställning av polyestrar

De mest använda för framställning av polyestrar är glykoler (etylenglykol, 1,2-propylenglykol, dietylenglykol, trietylenglykol), glycerin, bisfenoler (difenylolpropan), pentaerytritol, såväl som tvåbasiska syror (fumarsyra, tereftalsyra, adipinsyra, sebacic) och deras anhydrider (ftalsyra, maleinsyra).

Etylenglykol är en färglös, lågrörlig vätska, bp. 197,6°C, smp. - 12,3°C, densitet 1113 kg/m3. Etylenglykol framställs industriellt genom hydratisering av etylenoxid i närvaro av svavelsyra eller förtvålning av 1,2-dikloretan. Propylenglykol är en färglös viskös vätska, kokpunkt 187,4°C, smp. - 50°C, densitet 1036 kg/m3. En industriell metod för att framställa 1,2-propylenglykol är hydratisering av propylenoxid.

Dietylenglykol är en färglös viskös vätska." kokpunkt 247°C, smp - b°C, densitet 1180 kg/m3. Inom industrin erhålls dietylenglykol genom att reagera etylenglykol med etylenoxid eller etylenglykol med etylenklorhydrin:

Trietylenglykol är en färglös viskös vätska, kokpunkt 290°C, smp. - 5°C, densitet 1120 kg/m3. Inom industrin framställs trietylenglykol av etylenglykol och etylenoxid. Alla glykoler är hygroskopiska och kan blandas med vatten och etylalkohol i valfritt förhållande.

Glycerin är en sirapsliknande, färglös, sötsmakande vätska, kokpunkt 290°C, smp 17,9°C, densitet 1264 kg/m3. Glycerin är mycket hygroskopiskt och blandas med vatten och alkoholer i valfritt förhållande. Inom industrin erhålls glycerin genom nedbrytning av fetter, såväl som genom syntes från propen. Syntesen av glycerol baserad på propylen är en mer lovande metod, eftersom den inte kräver konsumtion av matråvaror.

Pentaerytritol är en färglös kristallin substans, smältpunkt 263,5°C, densitet 1397 kg/m3, löslighet i vatten 7,1% vid 25°C. Pentaerytritol erhålls genom att reagera acetaldehyd med formaldehyd i en vattenlösning i närvaro av en alkali.

Adipinsyra - färglösa kristaller, smältpunkt 149-150°C, kokpunkt 265°C vid 13,3 kPa; löslig i etylalkohol; ungefär 1,5 % av adipinsyra löses i vatten vid 15°C.

De viktigaste industriella metoderna för att producera adipinsyra är:

oxidation av cyklohexanol med salpetersyra eller syre i närvaro av mangansalter eller genom dess anhydrid syntetiserad genom karbonylering av tetrahydrofuran.

Sebacinsyra är färglösa kristaller, smältpunkt 134,5°C, kokpunkt 294,5°C vid 13,3 kPa, densitet 1027 kg/m3; mycket löslig i alkohol, dietyleter, ca 0,1% talgsyra löses i vatten vid 15°C.

Inom industrin erhålls sebacinsyra genom torrdestillation av produkterna från den alkaliska nedbrytningen av ricinolja, oxidation av cyklodekan med salpetersyra och elektrolys av natriumsalter av monometyl- eller monoetyladipinsyraester.

Fumarsyra är en färglös kristallin substans, smältpunkt 287°C (i förseglad kapillär), kokpunkt 290°C, densitet 1635 kg/m3. Det är dåligt lösligt i vatten och nästan alla andra lösningsmedel. Det erhålls genom att koka en 30-40% vattenlösning av maleinsyra med saltsyra.

Tereftalsyra (n-ftalsyra) - färglösa kristaller, smp 425°C (i en förseglad kapillär). Löslig i pyridin och dimetylformamid, olöslig i vatten. Tereftalsyra erhålls genom oxidation av ft-xylen eller p-toluinsyra. Dimetyltereftalsyra används oftast för syntes av polyestrar.

Dimetyltereftalat - färglösa kristaller, smältpunkt 141-142°C, densitet 1630 kg/m3. Löser sig i dietyleter, måttligt i varm etylalkohol. Dimetyltereftalat framställs genom att passera väteklorid i en suspension av tereftalsyra i metanol eller genom att värma tereftalsyra med metanol i närvaro av svavelsyra.

Ftalsyraanhydrid - färglösa kristaller, smältpunkt 130,8°C, kokpunkt 284,5°C, densitet 1527 kg/m3; sublimerar lätt. Det är nästan olösligt i kallt vatten, men hydrolyseras till ortoftalsyra i varmt vatten. Måttligt löslig i organiska lösningsmedel. Ftalsyraanhydrid erhålls genom oxidation över naftalen eller oxylen i gasfasen.

Maleinsyraanhydrid - färglösa kristaller, smältpunkt 52,8°C, kp. 200°C:

När det löses i vatten ger det maleinsyra, i alkoholer - dialkylmaleater; löslig i dioxan, aceton, etylacetat, kloroform.

Maleinsyraanhydrid erhålls genom oxidation av bensen eller furfural i ångfasen.

Egenskaper och metoder för framställning av omättade polyestrar

Först och främst är forskningens huvudämne omättade polyestrar. Bland dem har polyalkylenglykolmaleater och polyalkylenglykolfumarater, såväl som polyeterakrylater, funnit bred praktisk tillämpning. Vid framställning av polyalkylenglykolmaleater och polyalkylenglykolfumarater, för att reglera deras egenskaper, ersätts vanligtvis en del av den omättade syran med så kallade modifierande syror eller deras anhydrider: adipin, sebacin, tereftalsyra, etc., ftalsyra, tetrahexahydroftalsyra och andra anhydrider . Mättade tvåbasiska syror (adipinsyra, etc.) ökar slaghållfastheten hos härdade polyestrar, och denna ökning är mer signifikant ju längre syrakedjan är. Aromatiska syror (anhydrider) ökar värmebeständigheten och styrkan hos polyestrar. Anhydrider av halogenerade aromatiska syror minskar också antändbarheten hos polyestrar. Ofta för detta ändamål används tetraklorftalsyra eller klorendsyraanhydrid, som är en produkt av reaktionen av hexaklorcyklopeitadien med maleinsyraanhydrid.

Beroende på molekylvikten (500 - 3000) är NPE en flytande eller fast substans. Kommersiella NPEF, de så kallade polyesterhartserna, tillverkas i form av 30 - 40 % lösningar i styren - inhemska polyesterhartser av PN-märken - eller i trietylenglykoldimetakrylat (TGM-3) - styrenfria polyesterhartser av PN-609-21M märken, etc.

För att initiera sampolymerisation av NPEF med monomerer (härdning) används vanligtvis peroxider och hydroperoxider: bensoylperoxid, metyletylketon och cyklohexyl, samt isopropylbensenhydroperoxid. För att minska nedbrytningstemperaturen för peroxider introduceras acceleratorer, som väljs beroende på initiatorn. Vid användning av bensoylperoxid används alltså dimetylanilin och tillsammans med hydroperoxider används koboltnaftenat (NC-accelerator). Användningen av acceleratorer gör att NPEF kan härdas i rumstemperatur. Härdning åtföljs av en ökning av densiteten av NPEF och deras krympning. Initiatorn och härdningsacceleratorn införs i NPEF omedelbart före bearbetningen. För att förhindra för tidig gelning (gelatinering) används en inhibitor - hydrokinon, som tillsätts i början av polykondensationsprocessen.

När etylenglykol reagerar med maleinsyraanhydrid bildas polyetylenglykolmaleat. Processen fortsätter tills en oligomer bildas. Det resulterande polyetylenglykolmaleatet bildar, när det sampolymeriseras med styren, en tvärbunden sampolymer.

sampolymer polyesterharts

Användningen av NPEF för härdning istället för allylvinylmonomerer, till exempel triallylcyanurat, gör det möjligt att erhålla mer varma och värmebeständiga sampolymerer med minskad brännbarhet.

För att erhålla polyeterakrylater (PEA), etylenglykol, dietylenglykol, trietylenglykol och glycerin används bisfenoler; från dibasiska syror - sebacin, adipin och även ftalsyraanhydrid. En av de vanligaste PEA är trietylenglykoldimetakrylat TGM-3. Krympningen under härdning av polyalkylenglykolmaleater och polyalkylenglykolfumarater är upp till 5 %, för polyeterakrylater upp till 0,5 %.

Det tekniska flödesdiagrammet för framställning av polyalkylenglykolmaleatftalater är som följer. Reaktorn för produktion av omättade polyestrar är en vertikal cylindrisk apparat gjord av rostfritt stål eller bimetall med en elliptisk botten och ett lock, utrustad med en konventionell omrörare och mantel av ramförankringstyp. Ett bubbelrör förs in i reaktorn genom locket, genom vilket kväve tillförs för att tränga undan luft.

Glykol laddas in i reaktorn och, efter att den har värmts till 100°C, laddas maleinsyra- och ftalsyraanhydrider. Ibland tillsätts ett lösningsmedel till reaktorn i en mängd av 10 viktprocent av huvudkomponenterna, vilket bildar en azeotrop blandning med vattnet som frigörs under syntesen, vilket underlättar dess avlägsnande. Polykondensationsprocessen utförs vid 170-200°C med en omrörare som körs i en kväveström. Glykolånga kondenseras i en återloppskylare och kondensatet strömmar in i reaktorn, medan vattenånga och kväve släpps ut genom en direktkondensor. Vattenkondensat samlas upp i en uppsamlare. Processen styrs av syratalet, som vid slutet av polykondensationen bör vara 20-45 mg KOH/g. Efter kylning till 70°C hälls den färdiga polyestern i en mixer, där den löses i styren eller TGM-3-oligomer. Den resulterande lösningen (polyesterharts PN-1, massförhållandet polyester:styren i vilket är 70:30) efter kylning filtreras och hälls i en behållare.

Den tekniska processen för framställning av polyesterakrylater liknar i grunden den som betraktas, men utförs under mildare förhållanden (vid lägre temperaturer), vilket undviker polymerisation av PEA.

Polyesterhartser av märkena PN-1, PN-3, PN-6, PN-609-21M och andra är trögflytande transparenta vätskor av gul, mörkröd eller brun färg. Som ett initierande härdningssystem används följande per 100 delar (vikt) harts: 3-6 delar (vikt) isopropylbensenhydroperoxid och 8 delar (vikt) NK-accelerator för hartserna PN-1, PN-3 och PN-6; 4 delar (vikt) isopropylbensenhydroperoxid och 5 delar (vikt) NK accelerator för PN-609-21M harts.

Andra PEA (MGF-9, TMGF-11) är också gulbruna vätskor, mer trögflytande än TGM-3. PEA används som bindemedel vid tillverkning av glasfiber, gjutmassa, tätningsmedel m.m. Polyesterhartser används i stor utsträckning som bindemedel för glasfiber, sammansättningar, lacker för efterbehandling av möbler och fodral för radio- och tv-apparater och för andra ändamål.

Användningen av TGM-3 för härdning av NPE istället för flyktig och giftig styren gör det möjligt att förbättra sanitära och hygieniska arbetsförhållanden, öka värmebeständigheten och de fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos härdade sampolymerer. Pressmaterial tillverkas också baserat på omättade polyestrar: prepregs och premixer.

Prepregs är rullfyllmedel förimpregnerade med ett bindemedel - papper, glas och andra fibrer, glastyger och glasmattor. Bindemedlet är fasta omättade polyestrar som har tillräcklig flytbarhet när de smälts. I synnerhet är kristalliserbara polyestrar, såsom polyetylenglykolfumarat, lämpliga för tillverkning av prepregs. Denna polyester kristalliserar snabbt när den blandas med akryl- och vinylmonomerer.

Tyger eller papper används för att producera icke-flytande prepregs, och hackade glasfibermattor används för att producera spridningspressmaterial. Vid pressning av det senare har inte bara bindemedlet utan även fyllmedlet bredbarhet, vilket gör det möjligt att erhålla produkter med komplexa konfigurationer.

Den tekniska processen för att tillverka prepregs är att glasmatta eller glasfiber lindas av från en rulle och riktas in i springan mellan två impregneringsvalsar, där bindemedelssmältan kommer in.

Förblandningar är förblandade presskompositioner. I praktiken avser denna term endast fyllda pressmaterial baserade på omättade polyestrar. Förutom bindemedlet, initiator och fibröst fyllmedel (glasfiber, asbest etc.), pulverfyllmedel (krita, kaolin), smörjmedel (zink- eller magnesiumstearater) och, för målade material, färgämnen eller pigment (turkos lack, scarlet lack, titandioxid, kromoxid).

Den teknologiska processen för framställning av förblandningar är att polyester, initiator och pigment i form av en pasta laddas i en satsblandare (till exempel en dubbelaxelblandare), blandas och sedan tillsätts ett smörjmedel. Efter ytterligare blandning tillsätts pulverfyllmedlet, blandas igen, och slutligen tillsätts hackad glasfiber eller annan fiberfyllning, följt av slutlig blandning. Vid användning av kontinuerliga blandare kan processen utföras kontinuerligt. Den färdiga förblandningen är en degliknande komposition eller granulat; den kan inte lagras i mer än 3-6 månader. i ett mörkt rum vid en temperatur som inte överstiger 20°C.

Förblandningar bearbetas till produkter genom kompressionspressning vid 130-150°C, ett tryck på 2-10 MPa och en hålltid på 30-60 s per 1 mm produkttjocklek. Jämfört med konventionell teknik för tillverkning av glasfiberprodukter ger användningen av förblandningar följande fördelar:

1) bearbetning av förblandningen till produkter separeras från produktionen av bindemedlet, vilket ofta (till exempel för polyesterhartser lösta i styren) involverar användning av flyktiga giftiga monomerer;

2) krympningen av förblandningar är betydligt mindre på grund av användningen av pulverformigt mineralfyllmedel;

3) vid pressning av förblandningar pressas inte bindemedlet ur glasfibern.

Förblandningar är överlägsna prepregs vad gäller flytbarhet, men sämre än dem i hållfasthetsegenskaper efter härdning. Vi kommer att titta på nya sampolymermaterial baserade på mättad polyesterharts i kapitel 3.

Kapitel 3. Nya sampolymerer baserade på omättat polyesterharts PN-15

Omättade polyesterhartser är lösningar av omättade polyestrar med molekylvikt 700-3000 i monomerer eller oligomerer som kan sampolymeriseras med dessa polyestrar. Fördelarna med polyesterhartser är deras låga viskositet; förmåga att härda inte bara vid förhöjd utan också vid rumstemperatur; goda mekaniska och elektriska isoleringsegenskaper i härdat tillstånd; hög motståndskraft mot vatten, syror, bensin, oljor och andra medier.

Nackdelen med polyesterhartser är deras låga värmebeständighet.

Omättade polyesterhartser används främst som kall- och varmhärdande bindemedel vid tillverkning av armerad plast, samt som underlag för lacker och lim, komponenter i ingjutningsmassa, plastbetong, kitt m.m.

De flesta industriellt tillverkade polyesterhartser innehåller styren som lösningsmedelsmonomer. Den utbredda användningen av styren beror på dess låga kostnad, goda kompatibilitet med polyestrar, låga viskositet för styrenlösningar av polyestrar och måttlig krympning under härdning, samt höga vattenbeständighet och goda mekaniska och elektriska isoleringsegenskaper hos härdade hartser.

Allyletrar och oligoeterakrylater, till exempel trimetylenglykoldimetakrylat, används som icke-flyktiga tvärbindningsmedel för omättade polyestrar. Detta minskar toxiciteten hos hartserna och i vissa fall minskar krympningen under härdningsprocessen.

Effektiva acceleratorer som används i kombination med bensoylperoxid är tertiära aminer; koboltsalter av naftensyra och andra syror används med metyletylketon och cyklohexanonperoxider och hydroperoxider.

Initiatorer och acceleratorer införs i hartset separat, eftersom Om de blandas direkt kan en brand eller explosion inträffa. Introduktionssekvensen är inte väsentlig, det är viktigt att varje efterföljande komponent tillsätts först efter noggrann blandning med hartset från den föregående.

Hartser som innehåller acceleratorer kan lagras under en betydligt längre tid (upp till 1 månad eller mer) än med tillsats av initiatorer. I det senare fallet överstiger blandningarnas hållbarhet vanligtvis inte 10 dagar.

Varaktigheten av gelningen beror på temperatur, hartssammansättning, initieringssystem, mängd härdningstillsatser och kan vid 20°C variera från flera minuter till flera timmar.

En betydande del av polyesterhartserna bearbetas vid förhöjda temperaturer (80-160°C), och bensoylperoxid, hyperise eller dicu-milperoxid används vanligtvis.

I detta arbete användes omättat polyesterharts PN-15 som bindemedel vid framställning av förstärkt PCM. Härdning av detta harts är möjligt genom en radikalkedjemekanism; därför används traditionellt ämnen som peroxider, som lätt sönderfaller under bildning av aktiva fria radikaler, som initiatorer av dess härdning. Målet med arbetet var att utveckla ett okonventionellt, tillgängligt och ekonomiskt härdningssystem. Detta härdningssystem bör ge en hög grad av omvandling, ökad värmebeständighet hos polyesterbindemedlet i kombination med en ökning av den tillåtna lagringstiden för de resulterande prepregs samtidigt som hållfasthetsegenskaperna hos PCM erhållen från dessa prepregs förbättras. Samtidigt löstes problemen med att studera påverkan av sammansättningen och mängden av härdningssystemet, härdningstiden, härdningstemperaturen och konstant magnetfältstyrka på omvandlingsgraden och egenskaperna hos de resulterande materialen. Magnetisk bearbetning användes för första gången vid tillverkning av material baserade på omättat polyesterharts. Graden av omvandling X av de ursprungliga oligomera hartserna till en nätverksprodukt olöslig i aceton, bestämd genom sol-gel-analys, valdes som den huvudsakliga kinetiska egenskapen.

För att lösa problemen utfördes härdning under påverkan av källor till fria radikaler: hydropyrit, en alkohollösning av jod, en accelerator - koboltnaftionsyra. Härdning av PN-15-harts sker genom konkurrerande mekanismer - radikalkedja och molekylär. Den andra mekanismen kräver närvaron av en komponent som innehåller ett stort antal reaktiva funktionella grupper. Det tillgängliga utgångsmaterialet, anilin-fenol-formaldehydharts SF-342 A, valdes som en sådan komponent.

När du härdar ett polyesterbindemedel med ett härdningssystem bestående av anilin-fenol-formaldehydharts och en alkohollösning av jod, bör du använda en blandning bestående av en lösning av SF-342A, en alkohollösning av jod, massförhållandet PN- 15 harts, en alkohollösning av jod och SF-harts -342A, inom de studerade gränserna, har praktiskt taget ingen effekt på härdningskinetiken i en given temperatur-tid-regim (Fig. 1 a), medan en induktionsperiod på upp till 3 timmar är observerad. Förekomsten av induktionsperioder är i princip karakteristisk för radikala kedjeprocesser.

Vid användning av ett härdningssystem bestående av hydropyrit och SF-342A-harts för att härda ett polyesterbindemedel sker även en induktionsperiod, varefter en kraftig ökning av omvandlingsgraden sker. Med en optimal varaktighet av härdningsprocessen på 3,5-4,5 timmar uppnås den maximala graden av omvandling av de ursprungliga hartserna till en nätverksprodukt.

I närvaro av ämnen som sönderdelas med bildandet av aktiva radikaler uppnås omvandlingshastigheter på högst 60-70%, vilket kan förklaras av den alltför snabba och värdelösa nedbrytningen av initiatorer med bildandet av instabila aktiva radikaler, som snabbt deaktiveras utan att hinna utveckla härdningens kinetiska kedjor, utan snarare stabila aktiva bildas inga radikaler.

Högre omvandlingsgrader uppnås inte genom att introducera initiatorer och acceleratorer, utan genom att använda den ömsesidiga härdningseffekten av PN-15 och SF-342A hartser. Omvandlingshastigheter på upp till 85 % observeras under härdningen av blandningar av PN-15- och SF-342A-hartser med deras massförhållande från 8:2,5 till 8:3,0 (Fig. 1c).

SF-342A-harts skiljer sig från PN-15-harts i sin högre halt av reaktiva funktionella grupper, varav de huvudsakliga är hydroxylgrupperna i fenolenheter och aminogrupperna i anilinenheter. I detta fall fungerar SF-342A harts, som ingår i en mindre mängd, som härdare i förhållande till polyesterhartset. I en sur miljö skapad av fenolenheter, härdningseffekten av SF-342A-harts

I alla dessa fall rekommenderas en gradvis ökning av temperaturen, eftersom med snabbare uppvärmning skummas massan med gasformiga härdningsprodukter, vilket är extremt oönskat vid framställning av konstruktionsmaterial. Om temperatur-tidsregimen som visas i figur 2 observeras, visar sig materialet vara monolitiskt.

När man studerar ett system bestående av PN-15: hydropyrit: SF-342A (Fig. 1b), observeras en vågliknande effekt av temperaturen på omvandlingsgraden av det resulterande materialet. Den optimala härdningstemperaturen för denna systemkomposition är 120°C; att ytterligare öka härdningstemperaturen är opraktisk.

Genom att analysera de erhållna resultaten kan vi säga att temperaturförhållanden har olika effekter på härdningssystem. Till exempel, när man använder härdningssystemet PN-15: alkohollösning av jod: SF-342A (Fig. 1a), när temperaturen ökar, ökar också graden av omvandling av det resulterande materialet, oavsett massförhållandet mellan komponenterna av härdningssystemet. En signifikant ökning av omvandlingsgraden observeras vid förhöjda temperaturer (fig. 2).

Ris.2. Inflytandetemperaturregimenpågradtransformationermottagenmaterial:

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

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

När man överväger ett system bestående av PN-15: SF-342A, observeras en monoton ökning av omvandlingsgraden med ökande härdningstemperatur. Men vid en tillräckligt hög härdningstemperatur (170°C) har det ännu inte varit möjligt att uppnå höga omvandlingsgrader (90-97%), även om detta system är det mest rationella och effektiva i jämförelse med härdningssystemen för polyester pärmar som testats i detta arbete.

Arbetet undersökte också inverkan av skiktad deponering av komponenter (LSD) och magnetisk behandling (MT) på graden av omvandling och egenskaper hos det resulterande materialet. Tekniska trådar (nitron, nylon, viskos tråd) användes som fyllmedel. Med introduktionen av olika fibrösa fyllmedel reduceras graden av omvandling av de resulterande kompositmaterialen till 62-64%. Men med användningen av SNK och MO ökar den till 87%. Med en ökning av intensiteten hos PMF (fig. 3) ökar omvandlingsgraden, vattenabsorptionen av de resulterande materialen minskar, den specifika slaghållfastheten (au d) och brottspänningen under statisk böjning (a i) ökar.

X, % materialfrånspänningarPMP: A - nitron; ? - nylon; OCH - VN (SpänningNproportionellstyrkanuvarandeJ ).

En linjär ökning av omvandlingsgraden observeras med ökande yttre magnetfältstyrka.

Hållfasthetsegenskaperna ökar också med ökande spänning på grund av ökad vidhäftning mellan bindemedlet och fyllmedlet. De magnetiska fälten som används är av medelhög och stark intensitet och ytterligare ökning av intensiteten är tekniskt opraktisk.

Slutsatser

1. För första gången syntetiserades ett bindemedel baserat på PN-15 och SF-342A och egenskaperna hos förstärkt PCM med dessa bindemedel bestämdes. Nya metoder för att framställa PCM har använts för att öka omvandlingsgraden. För att öka de uppnådda omvandlingsgraderna krävs ytterligare utveckling av härdningssystemets sammansättning och härdningens temperatur-tid.2. För första gången har egenskaperna hos förstärkt PCM baserad på ett nytt bindemedel reglerats med hjälp av magnetisk behandling. Användning av modifieringsmetoder som använts tidigare i detta arbete ger inte någon hög grad av omvandling, men användningen av SNC och MO har en positiv effekt på egenskaperna hos material baserade på ett polyesterbindemedel, vilket gör det möjligt att reglera egenskaperna av de resulterande materialen.

Litteratur

1. Alperin V.I., Avrasin Ya.D., Teleshov V.A. - I boken: Handbook of plastics. 2:a upplagan / Redigerad av V.M. Kataeva, V.A. Popova, B.I. Sazhina. - M.: Chemistry, 1975, s. 442-512.

2. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. Kompositmaterial baserat på omättad polyesterharts. Informationsbroschyr, Saratov, CNTI, 2003 - nr 5.

3. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N. // Plastmassor. - 2002. - Nr 8. - S.33-35.

4. Studentsov V.N., Cheremukhina I.V., Levkin A.N., Skobeleva I.V., Yashina O.V. Förstärkta polymerkompositer baserade på omättat esterharts PN-15/Lovande polymerkompositmaterial. Alternativa tekniker. Återvinning. Ansökan. Ekologi (komposit-2001), 3-5 juli 2001 Saratov: SSTU-S.120-122.

5. RF-patent nr 2232175, 2004.

Postat på Allbest.ru

Liknande dokument

Sortimentet av polymerbetongprodukter som tillverkas av verkstaden baserade på polyesterharts. Metod och teknik för deras produktion. Beräkning av material- och produktionsflöde. Design av en betongblandningsenhet. Val av huvudprocessutrustning.

kursarbete, tillagd 2011-07-07

Formuleringar av pressmaterial och processkemi. Kokning och torkning av resol- och novolackhartser. Metoder för att framställa fenolplaster och bearbeta dem till produkter. Huvudråvaran för faolit och framställning av fenol-formaldehydharts. Rör och produkter gjorda av textofaolit.

abstrakt, tillagt 2015-06-22

Teknik för produktion av kiselorganiskt harts. Beräkning av mängden föroreningar som kommer in i luften från teknisk utrustning. Bedömning av nivån av luftföroreningar i arbetsområdet under normala och nödsituationer för utrustning.

avhandling, tillagd 2011-11-16

Egenskaper och sammansättning, kemisk bearbetning av kolofonium, tillverkning av dess modifierade (förändrade) typer. Teknik för granulering av kolofoniumbaserade produkter. Kolofoniumlim med hög halt av fritt harts. Användningsområden för kolofonium och terpentin.

abstrakt, tillagt 2012-12-17

Tillståndsdiagram av legeringen. Hartser, deras grupper och tillämpningar. Direkt och omvänd piezoelektrisk effekt. Egenskaper, egenskaper, kompositioner, tillämpning av piezoelektrik. Klassificering och användning av kontaktmaterial. Tolkning av legeringskvaliteterna MNMts 40-1,5 och MNMts 3-12.

test, tillagt 2010-11-21

Applicering av epoxihartser i olika industrier. Förberedelse av tätnings-, impregnerings- och ingjutningsisoleringsmaterial. Design av höghastighetsblandare. Reaktionsmassans sammansättning och densitet. Dynamisk viskositetskoefficient.

kursarbete, tillagt 2013-06-18

Design av polykaproamidproduktion för teknisk sladdtråd med en kapacitet på 6 tusen ton per år. Analys av informationsflöden inom området produktion och användning av polykaproamid. Inverkan av på produktens egenskaper.

avhandling, tillagd 2012-04-24

MQ-hartser (oligomera kiselorganiska föreningar) och metoder för deras framställning. Struktur av MQ-hartser, deras fysiska och mekaniska egenskaper. Hydrolytisk polykondensation av kiselorganiska monomerer. Trimetylsilylering av silikater och kiselsyror.

kursarbete, tillagd 2015-01-16

Historia om ursprunget och utvecklingen av epoxihartser, deras huvudsakliga egenskaper. Struktur för den totala förbrukningen av epoxihartser i industrin. Produktionsmetoder för detta material: polymerisation och härdning. Huvudsakliga användningsområden för epoxihartser.

abstrakt, tillagt 2012-09-15

Automatisering av den tekniska processen för formsprutning av termoplaster. Egenskaper hos produkter, råvaror och hjälpmaterial. Beskrivning av den tekniska processen. Tekniska egenskaper hos den viktigaste tekniska utrustningen.

Den industriella revolutionen, som började vid sekelskiftet 1800- och 1900-talet, gav världen inte bara övergången från tillverkning till fabriksproduktion och ersättning av manuellt arbete med maskinarbete, utan blev också början på ett verkligt genombrott inom området av kemi. Redan i mitten av förra seklet var man medveten om tekniken för tillverkning av polyesterhartser, som idag används överallt inom industri och byggnation.

Polyesterharts är en produkt unik i sina egenskaper, som erhålls som ett resultat av en komplex process av blandning och bearbetning (så kallad polykondensation) av flervärda alkoholer, som är en produkt av petrokemisk bearbetning, flerbasiska syror, såväl som anhydrider och anhydrider. vegetabiliska oljor

Dessa hartser används i stor utsträckning i nästan alla industrier (mekanik, skeppsbyggnad), inom konstruktion, vid produktion av sportutrustning (hjälmar, surfbrädor) och i många andra områden. Detta beror på de unika egenskaper som slutprodukter baserade på polyesterhartser har. Om vi talar om vattentransportskrov, formsprutningsformar eller andra delar för tillverkningen av vilka gjuthartser används, betyder detta lätthet och styrka; om vi talar om isolering (skummad polyuretan eller hårt skum), så är dessa minimala värmeledningsförmåga, hållbarhet och tillförlitlighet .

Polyesterhartser är inte rädda för fukt, är resistenta mot temperaturförändringar och mekanisk påfrestning och är resistenta mot kemikalier (med undantag för industriella lösningsmedel). De är hållbara (livslängden för skummade polyuretaner överstiger 50 år) och är universella.

Redan på 50-talet av förra seklet var USA ledande inom produktionsvolymer av polyesterhartser baserade på glykoler, xylitol, glycerin och syror. Och i slutet av 50-talet ockuperades en viss del av produktionen av miljövänliga polyesterhartser, grunden för produktionen var vegetabiliska oljor (ricin, solros, sojaböna, raps). Men på grund av vissa skäl (stora volymer av oljeproduktion och tillgång på petroleumprodukter, vektorn för utvecklingen av den petrokemiska industrin), blev produktionen av miljövänliga hartser mindre utbredd.

Idag förändras situationen i diametralt motsatt riktning. Det ekologiska tillståndet på planeten är alltmer oroande för inte bara forskare eller representanter för miljöorganisationer, utan också hos vanliga medborgare. Men även i Europa, vars länder positionerar sig som ledande inom produktion av miljövänliga råvaror och produkter, är andelen produktion av naturliga polyoler cirka 2-3% av volymen av produktion av polyesterhartser baserade på petroleumprodukter. Men i Ryssland blir Ecotermix-företaget en riktig innovatör och öppnar produktionen av naturliga polyesterhartser baserade på polyoler erhållna från vegetabiliska oljor.

Miljövänliga polyesterhartser

Användningen av vegetabiliska oljor som grund för framställning av naturliga polyoler möjliggör produktion av polyesterhartser med samma egenskaper (och ibland till och med högre prestanda) som vid användning av petroleumprodukter. Det var denna teknik som beslutades att användas som grund för Ecotermixs egen produktion, eftersom produktion av miljövänliga polyoler från förnybara råvaror har en positiv effekt på planetens ekologiska tillstånd, vilket möjliggör en minskning av oljeproduktionsvolymerna.

Polyol – bas, baskomponent för framställning av tvåkomponents polyesterharts eller fast/skummad polyuretan

Alkoxylering och transesterifiering är två huvudreaktioner, vars förekomst säkerställs av avancerad högteknologisk utrustning under produktionsförhållanden, och som ett resultat av vilket det är möjligt att erhålla polyoler som innehåller upp till 70-80% förnybara ämnen. I själva verket är detta ett framgångsrikt försök att gå bort från användningen av fossila och icke-förnybara resurser, vars bearbetning är förknippad med betydande skador på miljön. Dessutom är detta fullständigt oberoende av situationen på världsmarknaden för olja.

Fördelar med att använda naturliga polyoler och polyesterhartser

Användningen av naturliga och miljövänliga polyesterhartser är förknippad med ett antal betydande fördelar:

Möjlighet att minska skadliga effekter på miljön genom att minska oljeproduktionen och raffineringsvolymerna
Fullständig produktsäkerhet för människor och miljö
Ytterligare materialbesparingar - ofta är naturliga polyesterhartser billigare än sina motsvarigheter gjorda av petrokemiska råvaror

Företaget Ecotermix erbjuder dig exceptionellt högkvalitativa naturliga polyoler gjorda av vegetabiliska oljor och produkter från bearbetning av styva polyuretanskum. Baserat på dem är det möjligt att producera skummade och styva polyuretaner och gjuthartser. De naturliga polyolerna som produceras i vår produktion ger slutprodukten de högsta prestandaegenskaperna. Dessutom är kostnaden för dessa polyoler mer än attraktiv!

Användningsområden för polyesterhartser

Hartser för allmänna ändamål;
Hartser för speciella ändamål;
Hartser med låg styrenemission;
Hartser för konststen;
Hartser som används vid skeppsbyggnad;
Hartser för tillverkning av glasfiber;
Hartser är lättantändliga och självsläckande;
Hartser för förstärkning av akryl- och ABS/PMMA-skivor;
Hartser som används inom bilindustrin.

Priser för vårt företags tjänster finns i avsnittet

Eller beställ en konsultation med en specialist vid en tidpunkt som passar dig!

Ansökan helt gratis och förpliktar dig inte till någonting!

Polyesterharts är ett mycket använt material som används i olika industrier. Du kan använda den även hemma om du vet exakt hur man arbetar med den här produkten. Tekniken måste följas strikt, bara i detta fall kommer resultatet att vara av hög kvalitet.

Att göra hartser

Polyestrar är petrokemiska produkter som härrör från destillation av petroleum. Produktionen börjar med oljeraffinering, och i slutändan frigörs följande komponenter: bensen, eten, propen. Dessa ämnen utsätts sedan för olika kemiska reaktioner för att producera glykoler, flerbasiska syror och antihydrider. Ingredienserna kombineras och kokas ihop för att bilda ett basharts.

Tillverkningen av färdig polyester innebär att man späder bashartset med ett lösningsmedel - styren. Detta ämne har hög toxicitet, det kan stå för upp till ½ i den färdiga produkten.

Detta produktionssteg kan vara slutgiltigt och produkten skickas till försäljning. Men oftast flyttar schemat till det andra steget, där ett antal tillsatser införs i kompositionen beroende på materialets syfte. Ytterligare komponenter ger de önskade egenskaperna. Dessa kan vara mjukgörare, bindemedel, pigment (färger) etc.

Från det ögonblick som produktionen avslutas är blandningens hållbarhet begränsad. Faktum är att efter slutmontering börjar gradvis polymerisation av materialet eller härdning. Ju längre produkten förvaras, desto sämre kvalitet. För att bromsa polymerisationen används förvaring i kylskåp.

Innan hartset appliceras direkt måste det spädas ut i vissa proportioner med en härdare, blandad med en aktivator, en katalysator, som ger den nödvändiga kemiska reaktionen med frigöring av värme, så att massan får de nödvändiga egenskaperna - densitet, styrka , fuktmotstånd.

Tillverkare producerar enkomponentsprodukter - du måste dessutom köpa härdare och tvåkomponentsmaterial för dem. De senare inkluderar två flaskor - harts och härdare.

Materialegenskaper

Mättade polyesterhartser verkar vara en honungsliknande vätska av mörkbrun eller gul färg. Som regel är den transparent och har inga utländska inneslutningar. Efter blandning med en härdare tjocknar materialet, övergår i ett geléliknande tillstånd, blir sedan gummilikt och stelnar slutligen. Det slutligen härdade materialet kan målas - färg och lack fäster bra.

Polyesterhartser har följande egenskaper:

låg värmeledningsförmåga;
hög fuktbeständighet;
lång livslängd för färdiga produkter;
motstånd mot temperaturförändringar, UV-strålning och mekanisk stress;
motverka effekterna av kemikalier;
mångsidighet, brett användningsområde;
utmärkt vidhäftning till glasfiber, glasfiber, papper, metall;
elektriska isolerande egenskaper.

Nackdelarna med materialet är bland annat större krympning jämfört med epoxiharts, och en hög riskklass för människor. Materialet är giftigt, arbete kräver försiktighet.

Nu produceras moderna polyesterhartser utan styren. Till skillnad från oorganiska blandningar innehåller de inga farliga komponenter. Innehåller oleoresin, vegetabiliska oljor (raps, sojaböna, ricin). Miljövänliga polyoler utvinns från oljor - de grundläggande komponenterna för tillverkning av tvåkomponents polyesterhartser. Skummad polyuretan framställs av polyoler.

Tillämpningsområde

Vad kan göras med polyesterhartser? Omfattningen av deras tillämpning är mycket bred. I kombination med glasfiber gör de det möjligt att få glasfiber med önskad grad av transparens. Produkter gjorda av det finns i alla VVS-butiker, till exempel duschkabiner. Hartser ingår i färger och lacker, limblandningar och polymerföreningar för tillverkning av radiokomponenter och elektrisk utrustning. De introduceras i mastik, kitt, kompositioner för självutjämnande golv och för podier.

Glasfiber används för att gjuta figurer och sybehör. Polyester används för att impregnera porösa material för att täta dem, till exempel för att stabilisera trä. Polyesterharts kan vara involverat i tillverkningsprocessen av bikakeplast, annan plast, fiberskivor av trä och asbestcementskivor.

Inom skeppsbyggnad kan hartser användas för:

anslutningar av delar av fartyg, båtar;
göra båtar vattentäta;
hyttventilstätningar;
handläggning av ärenden.

Polyesterharts används för att reparera bilstötfångare, plast baserad på det fungerar som grund för tillverkning av bildelar. Automotive primers och kitts tillverkas med tillsats av polyestrar. Glasfiber, tillsammans med färgämnen, används för gjutning av belysningsarmaturer, fönsterbrädor, taklister och tak. Gjutmetoden används för att skapa konstgjord sten.

Varumärken och tillverkare

En mängd olika polyesterhartser tillverkas från inhemska och utländska tillverkare. Förpackningar med de flesta hartser är från 1 kg eller mer.

Neon S-1

Neon S-1 från Rempolymer är ett föraccelererat tixotropiskt harts som har låg viskositet och en genomsnittlig kemisk aktivitet. Kompositionen innehåller styren och fyllmedel av hög kvalitet. Produkten anses vara en av de bästa för att reparera båtar, båtar och autotuning. Ger minimal krympning, efter utspädning måste den appliceras inom 15 minuter. Polymerisationstiden är 45 minuter.

Reflex

Reoflex Repair Resin eller Reflex polyesterharts är ett lamineringsmedel, har en ortoftalisk bas och en reducerad mängd styren. Beskrivningen anger att hartset har hög vidhäftning till metall, färg- och lackbeläggningar, trä, laminat och primers.

Den resulterande beläggningen har hög motståndskraft mot mekanisk skada, vibrationer och är resistent mot temperaturförändringar och påverkan av smörjmedel, bensin och oljor. Tillägget av speciella komponenter gör att materialet kan plastas och användas för att reparera stötfångare och fylla luckor i metall.

Gjutharts Norsodyne O-12335 AL

NorsodyneO-12335 AL är ett föraccelererat transparent harts med hög UV-beständighet. Den har en ganska lång gelatineringstid - 16 - 22 minuter. Den måste spädas med Butanox härdare i en volym av 0,03 % av den totala massan. Används för bearbetning av porösa material, såsom lim för gummibåtar, bilreparationer. Kan användas vid temperaturer från +15 grader.

Novol Plus 720

Novol Plus 720 (Novol Plus 720) är en annan populär produkt som kan användas för att limma gummiprodukter, täta hål, öppningar och förstärka plaststrukturer. Den kan användas för att reparera campingsläp, yachter och karosser.

Butanox används som härdare, den kan ersättas med 50% bensoylperoxidpasta. Polyesterharts har hög hållfasthet, utmärkt slipning och kan beläggas med polyesterspackel. Förbrukningen på 1 m2 när den används som lim är liten, produkten kan användas med glasmatta.

Andra märken

Du kan limma olika ytor och laminera dem med Eskim ES-1060 polyesterharts. Kompositionen är mindre trögflytande än de flesta material, så den är lätt att applicera.

En speciell egenskap är låg känslighet för mängden lösningsmedel och temperatur för härdning. Det är lätt att lägga till valfri färg till hartset med dina egna händer, hartset är kompatibelt med de flesta pigment. Du kan lägga till cement, talk, gips till produkten och använda den för att göra självnivellerande golv.

Polyesterharts Polipol 3401-A är ett ortoftaliskt material med låg krympning och deformeras praktiskt taget inte efter härdning. Används ofta för tillverkning av kemiskt resistenta behållare, delar till båtar, nöjesturer och simbassänger. Hur lång tid tar det för produkten att torka? Gelningstiden är 30 minuter, ytterligare härdning beror på rumstemperaturen.

Funktioner av omättade polyesterhartser

Den största skillnaden mellan omättade hartser och mättade är i sammansättningen, eller mer exakt, i mängden av vissa komponenter. Omättade produkter är mer populära, eftersom deras polymerisation inte kräver höga temperaturer; kompositionerna härdar även vid +23 grader. Ett plus är mindre skada på hälsan - det finns inga utsläpp av biprodukter.

Materialet används för tillverkning av armerad plast, gjuten isolering, glasfiberbeläggning, radioapparater och elektriska apparater. Lämplig för skrov på båtar, båtar, yachter, som används inom bilreparation och bilindustrin.

Lösningsmedel, acceleratorer och inhibitorer

En väsentlig komponent i hartset är lösningsmedel-monomeren. Behövs för utspädning, reducerande viskositet (polyestern i sig är mycket tjock), som en deltagare i sampolymerisation. För att överföra materialet från ett flytande till ett fast tillstånd används katalysatorer, till exempel hydroperoxid (låter polyestern få sina slutliga egenskaper).

Acceleratorn införs i kompositionen omedelbart eller tillsätts för att stabilisera massan under drift. Vanligtvis fungerar koboltsalter som en accelerator. Utan konsekvent applicering av sådana ämnen kommer härdningsprocessen att vara långsam eller för tidig och den färdiga produkten kommer att skadas.

Arbeta med polyesterharts

Först bör du noggrant mäta volymen av harts och accelerator; proportionerna anges alltid i instruktionerna. Det rekommenderas att börja arbeta med en minsta mängd material - inte mer än 0,5 - 1 liter. Acceleratorn tillsätts gradvis, sedan rörs hartset om ordentligt. Snabba rörelser är oacceptabla - detta gör att mycket luft kommer in i massan.

När lösningen införs kan vätskans nyans ändras (blir blå) och kraftig uppvärmning kan uppstå. Om temperaturen på polyestern har ökat betyder det att polymerisationsprocessen har börjat.

När det är nödvändigt att sakta ner härdningen kan du placera behållaren med massan i en skål med kallt vatten. Övergången av vätskan till ett gelatinöst tillstånd innebär slutet på dess användningsperiod. Vanligtvis tar denna process 20–60 minuter. Det är nödvändigt att limma produkter eller applicera harts på ytor tidigare, efter gelatinering kan materialet inte längre flyttas. Därefter måste du vänta på fullständig polymerisation - från flera timmar till 2 dagar, men polyestern kommer att förvärva sina slutliga egenskaper inom 1 - 2 veckor.

Polyesterhartser och glasmattor

Glasmattor är av glasfiber, hackade i små bitar (upp till 5 cm). De är kopplade till varandra och används som glasfiber. Polyester används för att göra glasmattor. Deras styrka är lägre än glasfiber på grund av kortare fibrer, men de är mycket lättare att arbeta med.

Efter impregnering med harts blir materialet som en svamp, böjer sig bra och får önskad form. Det finns tunna glasmattor (glasslöja) och väldigt tjocka, som en filt.

Tillverkning av konstgjord sten

Utöver det avsedda syftet används polyester i stor utsträckning för tillverkning av konstgjord sten. För att göra detta blandas hartset med fyllmedel, mineralflis, färgämnen, polymerer och glas.

För att göra stora produkter (bänkskivor, taklister) används gjutmetoden - fyllmedlet placeras i en form och fylls med polyesterharts. Så här gör de marmorprodukter med egna händer - de blandar polyester och konstgjorda marmorspån och häller dem i önskad form. Torka produkten i ett torkskåp under påverkan av varm luft.

Fara och skada för människor

Skadliga komponenter finns i nästan alla material av oorganiskt ursprung. Styren är särskilt giftigt, detta ämne är mycket brandfarligt. Du ska alltid arbeta med polyester i enlighet med skyddsåtgärder. Ögonen skyddas mot ångor och stänk med speciella skyddsglasögon, och andningsorganen skyddas med andningsskydd.

Hur tvättar man materialet om kompositionen kommer på huden? Du bör omedelbart tvätta området noggrant med tvål, men det är bättre att använda en speciell komposition för rengöring av polyestrar. Rummet måste vara väl ventilerat, arbete nära brandkällor är uteslutet. Vid släckning av brand är det förbjudet att använda vatten, brandsläckare eller sand ska användas.

Vi rekommenderar också

Läser in...

Hem > ISO klassificerare

Omättade polyesterhartser: egenskaper och omfattning. Polyesterhartser - vad är det? Tillämpning, funktioner i produktionsteknik

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Kapitel 1. Mättade polyesterhartser: egenskaper och tillämpningar

NPS egenskaper och tekniska egenskaper

Mättade polyesterhartser kallas ibland också oljefria alkyder eftersom de innehåller de flesta komponenter som används i traditionella alkydhartser förutom fettsyraradikaler.

Strukturen hos NPS som används vid tillverkning av färger och lacker kan vara grenad eller ogrenad (linjär). Den föredragna hartsstrukturen i detta fall är amorf (för att uppnå bättre upplösningsförmåga).

Låt oss överväga de viktigaste egenskaperna hos mättade polyesterhartser som används vid tillverkning av färger och lacker.

Molekylär massa

Låg molekylvikt och låg Tg påverkar gynnsamt kompatibiliteten av polyesterhartser med andra filmbildande ämnen (akryl, epoxi, aminohartser, cellulosaestrar). Alla NPC:er är inte kompatibla med varandra. Till exempel är polyestrar erhållna från ftalsyra inte alltid kompatibla med andra NPS.

Tabellen sammanfattar de viktigaste egenskaperna hos NPS och utvärderar deras fördelar och nackdelar som råmaterial för tillverkning av beläggningar för valsad metall.

Huvudegenskaper hos mättade polyesterhartser som används för tillverkning av beläggningar för lindad metall (coil/burkbeläggning)

Beroende på syftet med polyesterhartser kan surhetskoefficienten vara från 0 till 100 mg KOH/g, hydroxidtalet - från 0 till 150 mg KOH/g.

Ungefärliga tekniska egenskaper för oljepumpar tillverkade för coil-coating kan presenteras enligt följande:

Tekniska egenskaper hos NPS

* Värdeintervallet ges för de mest kända hartserna från europeisk och kinesisk produktion. Specifikationen för varje harts anger värdeintervallet som motsvarar dess egenskaper (3,5-4,5 Pas, 100-120 mg KOH/g, etc.)

Hartsens egenskaper bestämmer också vilken typ av färgmaterial som kommer att erhållas från det. Dessa kan vara primers, emaljer, färger avsedda för olika stadier av beläggning av spolad metall (se kapitlet om beskrivning av coil-beläggningsprocessen).

Strukturering av NPS

Strukturbildning är också möjlig med användning av en katalysator. Om strukturbildning vid rumstemperatur är nödvändig, används polyisocyanathartser som tvärbindningsmedel.

Exempel på föreningar som tvärbinder linjära polyestrar som innehåller isocyanatgrupper - hexametylendiisocyanat ((HDI),

toluendiisocyanat (TDI), isoforondiisocyanat (IPDI), tetrametylxylendiisocyanat (TMXDI), 3,4-isocyanatmetyl-1-metylcyklohexylisocyanat (IMCI), deras dimerer och trimmers. Genom att kombinera polyester- och polyisocyanathartser produceras tvåkomponents polyuretanfärger.

Katalysatorer (såsom bensyltimetylamminiumklorid eller 2-metylimidazol) används för att påskynda den termiska härdningsreaktionen. Katalysatorer för härdning av polyesterharts är starka syror såsom sulfonsyra, mono- och dialkylfosfat, butylfosfat och butylmaleat.

Katalysatorhalten är vanligtvis från 0,1 till 5 % (beroende på hartset).

Kapitel 2. Polyesterhartser: egenskaper, råmaterial, produktion

Råvaror för framställning av polyestrar

Dietylenglykol är en färglös viskös vätska." kokpunkt 247°C, smp - b°C, densitet 1180 kg/m3. Inom industrin erhålls dietylenglykol genom att reagera etylenglykol med etylenoxid eller etylenglykol med etylenklorhydrin:

Trietylenglykol är en färglös viskös vätska, kokpunkt 290°C, smp. - 5°C, densitet 1120 kg/m3. Inom industrin framställs trietylenglykol av etylenglykol och etylenoxid. Alla glykoler är hygroskopiska och kan blandas med vatten och etylalkohol i valfritt förhållande.

Pentaerytritol är en färglös kristallin substans, smältpunkt 263,5°C, densitet 1397 kg/m3, löslighet i vatten 7,1% vid 25°C. Pentaerytritol erhålls genom att reagera acetaldehyd med formaldehyd i en vattenlösning i närvaro av en alkali.

Adipinsyra - färglösa kristaller, smältpunkt 149-150°C, kokpunkt 265°C vid 13,3 kPa; löslig i etylalkohol; ungefär 1,5 % av adipinsyra löses i vatten vid 15°C.

De viktigaste industriella metoderna för att producera adipinsyra är:

oxidation av cyklohexanol med salpetersyra eller syre i närvaro av mangansalter eller genom dess anhydrid syntetiserad genom karbonylering av tetrahydrofuran.

Sebacinsyra är färglösa kristaller, smältpunkt 134,5°C, kokpunkt 294,5°C vid 13,3 kPa, densitet 1027 kg/m3; mycket löslig i alkohol, dietyleter, ca 0,1% talgsyra löses i vatten vid 15°C.

Inom industrin erhålls sebacinsyra genom torrdestillation av produkterna från den alkaliska nedbrytningen av ricinolja, oxidation av cyklodekan med salpetersyra och elektrolys av natriumsalter av monometyl- eller monoetyladipinsyraester.

Fumarsyra är en färglös kristallin substans, smältpunkt 287°C (i förseglad kapillär), kokpunkt 290°C, densitet 1635 kg/m3. Det är dåligt lösligt i vatten och nästan alla andra lösningsmedel. Det erhålls genom att koka en 30-40% vattenlösning av maleinsyra med saltsyra.

Tereftalsyra (n-ftalsyra) - färglösa kristaller, smp 425°C (i en förseglad kapillär). Löslig i pyridin och dimetylformamid, olöslig i vatten. Tereftalsyra erhålls genom oxidation av ft-xylen eller p-toluinsyra. Dimetyltereftalsyra används oftast för syntes av polyestrar.

Maleinsyraanhydrid - färglösa kristaller, smältpunkt 52,8°C, kp. 200°C:

När det löses i vatten ger det maleinsyra, i alkoholer - dialkylmaleater; löslig i dioxan, aceton, etylacetat, kloroform.

Maleinsyraanhydrid erhålls genom oxidation av bensen eller furfural i ångfasen.

Egenskaper och metoder för framställning av omättade polyestrar

När etylenglykol reagerar med maleinsyraanhydrid bildas polyetylenglykolmaleat. Processen fortsätter tills en oligomer bildas. Det resulterande polyetylenglykolmaleatet bildar, när det sampolymeriseras med styren, en tvärbunden sampolymer.

Kapitel 3. Nya sampolymerer baserade på omättat polyesterharts PN-15

Nackdelen med polyesterhartser är deras låga värmebeständighet.

Omättade polyesterhartser används främst som kall- och varmhärdande bindemedel vid tillverkning av armerad plast, samt som underlag för lacker och lim, komponenter i ingjutningsmassa, plastbetong, kitt m.m.

Allyletrar och oligoeterakrylater, till exempel trimetylenglykoldimetakrylat, används som icke-flyktiga tvärbindningsmedel för omättade polyestrar. Detta minskar toxiciteten hos hartserna och i vissa fall minskar krympningen under härdningsprocessen.

Effektiva acceleratorer som används i kombination med bensoylperoxid är tertiära aminer; koboltsalter av naftensyra och andra syror används med metyletylketon och cyklohexanonperoxider och hydroperoxider.

Hartser som innehåller acceleratorer kan lagras under en betydligt längre tid (upp till 1 månad eller mer) än med tillsats av initiatorer. I det senare fallet överstiger blandningarnas hållbarhet vanligtvis inte 10 dagar.

Varaktigheten av gelningen beror på temperatur, hartssammansättning, initieringssystem, mängd härdningstillsatser och kan vid 20°C variera från flera minuter till flera timmar.

En betydande del av polyesterhartserna bearbetas vid förhöjda temperaturer (80-160°C), och bensoylperoxid, hyperise eller dicu-milperoxid används vanligtvis.

Ris.2. Inflytandetemperaturregimenpågradtransformationermottagenmaterial:

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

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

X, % materialfrånspänningarPMP: A - nitron; ? - nylon; OCH - VN (SpänningNproportionellstyrkanuvarandeJ ).

En linjär ökning av omvandlingsgraden observeras med ökande yttre magnetfältstyrka.

Hållfasthetsegenskaperna ökar också med ökande spänning på grund av ökad vidhäftning mellan bindemedlet och fyllmedlet. De magnetiska fälten som används är av medelhög och stark intensitet och ytterligare ökning av intensiteten är tekniskt opraktisk.

Slutsatser

Litteratur

Liknande dokument

Miljövänliga polyesterhartser

Fördelar med att använda naturliga polyoler och polyesterhartser

Användningsområden för polyesterhartser

Att göra hartser

Materialegenskaper

Tillämpningsområde

Varumärken och tillverkare

Neon S-1

Reflex

Gjutharts Norsodyne O-12335 AL

Novol Plus 720

Andra märken

Funktioner av omättade polyesterhartser

Lösningsmedel, acceleratorer och inhibitorer

Arbeta med polyesterharts

Polyesterhartser och glasmattor

Tillverkning av konstgjord sten

Fara och skada för människor

Vi rekommenderar också