Polyesterharpiks: produksjon og håndtering

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

De siste årene har polyesterharpikser blitt veldig populære. For det første er de etterspurt som ledende komponenter under produksjon av glassfiber, sterke og lette konstruksjonsmaterialer.

harpiksfremstilling: første trinn

Hvordan begynner produksjonen av polyesterharpiks? Denne prosessen begynner med destillasjon av olje - under dette frigjøres forskjellige stoffer: benzen, etylen og propylen. De er nødvendige for produksjon av antihydrider, polybasiske syrer, glykoler. Etter matlaging sammen skaper alle disse komponentene den såk alte basisharpiksen, som på et visst stadium må fortynnes med styren. Det siste stoffet kan for eksempel være 50 % av det ferdige produktet. Som en del av dette stadiet er salg av ferdig harpiks også tillatt, men produksjonsstadiet er ennå ikke fullført: man bør ikke glemme metning med forskjellige tilsetningsstoffer. Det er takket være disse komponentene at den ferdige harpiksen får sine unike egenskaper.

Sammensetningen av blandingen kan endres av produsenten - mye avhenger av hvor nøyaktig polyesterharpiksen skal brukes. Eksperter velger de mest optimale kombinasjonene, resultatet av dettearbeid vil være stoffer med helt andre egenskaper.

Harpiksproduksjon: andre trinn

Det er viktig at den ferdige blandingen er fast - vanligvis venter de til polymeriseringsprosessen når slutten. Hvis det blir avbrutt, og materialet er på salg, er det bare delvis polymerisert. Hvis ingenting gjøres med det, vil polymeriseringen fortsette, stoffet vil definitivt herde. Av disse grunner er holdbarheten til harpiksen svært begrenset: jo eldre materialet er, desto dårligere er dets endelige egenskaper. Polymeriseringen kan også bremses - kjøleskap brukes til dette, herding skjer ikke der.

For at produksjonsstadiet skal fullføres og det ferdige produktet skal oppnås, må to viktige stoffer også tilsettes harpiksen: en katalysator og en aktivator. Hver av dem utfører sin egen funksjon: varmeutvikling begynner i blandingen, noe som bidrar til polymeriseringsprosessen. Det vil si at det ikke kreves en varmekilde utenfra - alt skjer uten.

Forløpet av polymerisasjonsprosessen er regulert - proporsjonene av komponentene kontrolleres. Siden kontakt mellom katalysator og aktivator kan resultere i en eksplosiv blanding, tilsettes sistnevnte vanligvis til harpiksen utelukkende som en del av produksjonen, katalysatoren tilsettes før bruk, den leveres vanligvis separat. Først når polymerisasjonsprosessen er fullført, stivner stoffet, vi kan konkludere med at produksjonen av polyesterharpikser er fullført.

Original harpiks

Hva er dettematerialet i sin opprinnelige tilstand? Det er en honninglignende, tyktflytende væske som kan variere i farge fra mørkebrun til lysegul. Når en viss mengde herdere introduseres, tykner polyesterharpiksen først litt, og får deretter en gelatinøs tilstand. Litt senere ligner konsistensen gummi, så stivner stoffet (blir usmeltelig, uløselig).

Denne prosessen kalles herding, siden den tar flere timer ved normal temperatur. Når harpiksen er i fast tilstand, ligner den et hardt, slitesterkt materiale som lett kan farges i en rekke farger. Som regel brukes den i kombinasjon med glassstoffer (polyesterglassfiber), den utfører funksjonen til et strukturelt element for fremstilling av forskjellige produkter - for eksempel polyesterharpiks. Instruksjoner når du arbeider med slike blandinger er svært viktige. Det er nødvendig å overholde hvert av punktene.

Nøkkelfunksjoner

Polyesterharpikser i herdet tilstand er utmerkede strukturelle materialer. De er preget av hardhet, høy styrke, utmerkede dielektriske egenskaper, slitestyrke, kjemisk motstand. Ikke glem at under drift er produkter laget av polyesterharpiks trygge fra et miljøsynspunkt. Visse mekaniske egenskaper til blandingene som brukes i forbindelse med glassstoffer, når det gjelder ytelsen, ligner parametrene til strukturelt stål (i noen tilfeller til og med overskride dem). Produksjonsteknologien er billig, enkel, sikker, siden stoffet herdes ved normal romtemperatur.temperatur, selv påføring av trykk er ikke nødvendig. Det er ingen utslipp av flyktige eller andre biprodukter, kun svak krymping observeres. For å produsere et produkt er det derfor ikke nødvendig med dyre voluminøse installasjoner, og det er ikke behov for termisk energi, takket være hvilken bedrifter raskt mestrer både storkapasitets- og litenkapasitetsproduksjon. Ikke glem de lave prisene på polyesterharpikser - dette tallet er to ganger lavere enn for epoksymotparter.

Produksjonsvekst

Det er umulig å se bort fra det faktum at produksjonen av umettet polyesterharpiks for øyeblikket tar fart hvert år - dette gjelder ikke bare vårt land, men også generelle utenlandske trender. Hvis du tror på ekspertenes mening, vil denne situasjonen helt sikkert fortsette i overskuelig fremtid.

Ulemper med harpiks

Selvfølgelig har polyesterharpikser også noen ulemper, som alle andre materialer. For eksempel brukes styren som løsemiddel under produksjon. Det er brannfarlig og svært giftig. For øyeblikket er det allerede opprettet slike merker som ikke har styren i sammensetningen. En annen åpenbar ulempe: brennbarhet. Umodifisert, umettet polyesterharpiks brenner akkurat som løvtre. Dette problemet er løst: pulverfyllstoffer introduseres i sammensetningen av stoffet (organiske forbindelser med lav molekylvekt som inneholder fluor og klor, antimontrioksid), noen ganger brukes kjemisk modifikasjon - tetraklorftalsyre,klorendinsyre, noen multimerer: vinylkloracetat, klorstyren, andre forbindelser som inneholder klor.

Harpikssammensetning

Hvis vi vurderer sammensetningen av umettede polyesterharpikser, kan vi her merke oss en flerkomponentblanding av kjemiske elementer av ulik natur - hver av dem utfører visse oppgaver. Hovedkomponentene er polyesterharpikser, de utfører forskjellige funksjoner. For eksempel er polyester hovedkomponenten. Det er et produkt av polykondensasjonsreaksjonen av polyoler som reagerer med anhydrider eller flerbasiske syrer.

Hvis vi snakker om flerverdige alkoholer, så er dietylenglykol, etylenglykol, glyserin, propylenglykol, dipropylenglykol etterspurt her. Som anhydrider brukes adipinsyre, fumarsyre, ftalsyre og maleinsyreanhydrider. Støping av polyesterharpiks ville neppe vært mulig dersom polyester hadde lav molekylvekt (ca. 2000) når den var klar for bearbeiding. I prosessen med å støpe produkter blir det til en polymer med en tredimensjonal nettverksstruktur, høy molekylvekt (etter at herdingsinitiatorer er introdusert). Det er denne strukturen som gir kjemisk motstand, høy styrke på materialet.

Løsemiddel-monomer

En annen obligatorisk komponent er løsningsmiddelmonomeren. I dette tilfellet utfører løsningsmidlet en dobbel funksjon. I det første tilfellet er det nødvendig for å redusere viskositeten til harpiksen til et nivå som kreves for bearbeiding (siden selve polyesterenfor tykk).

På den annen side tar monomeren en aktiv del i prosessen med kopolymerisering med polyester, på grunn av dette sikres en optimal polymerisasjonshastighet og en høy dybde av materialherding (hvis polyestere vurderes separat, er deres herding ganske sakte). Hydroperoksid er selve komponenten som kreves for å stivne fra flytende tilstand - dette er den eneste måten polyesterharpiks oppnår alle sine kvaliteter. Bruk av katalysator er også obligatorisk når du arbeider med umettede polyesterharpikser.

Accelerator

Denne ingrediensen kan tilsettes polyestere både under produksjon og når bearbeiding finner sted (før tilsetning av initiator). Kobolts alter (koboltoktoat, naftenat) kan kalles de mest optimale akseleratorene for polymerherding. Polymerisering må ikke bare akselereres, men også aktiveres, selv om den i noen tilfeller bremses. Hemmeligheten er at hvis akseleratorer og initiatorer ikke brukes, vil frie radikaler uavhengig dannes i det ferdige stoffet, på grunn av hvilken polymerisering vil skje for tidlig - rett under lagring. For å forhindre dette fenomenet er en herdingsretarder (inhibitor) uunnværlig.

Hemmerprinsipp

Virkningsmekanismen til denne komponenten er som følger: den samhandler med frie radikaler som oppstår med jevne mellomrom, noe som resulterer i dannelsen av lavaktive radikaler eller forbindelser som ikke har en radikal natur i det hele tatt. Funksjonen til inhibitorer utføres vanligvis av slikestoffer: kinoner, trikresol, fenon, noen av de organiske syrene. Polyestere er formulert med små mengder inhibitorer under produksjon.

Andre kosttilskudd

Komponentene beskrevet ovenfor er de viktigste, det er takket være dem at det er mulig å jobbe med polyesterharpiks som bindemiddel. Men som praksis viser, i prosessen med å danne produkter, introduseres en tilstrekkelig stor mengde tilsetningsstoffer i polyestere, som igjen utfører en rekke funksjoner og modifiserer egenskapene til det opprinnelige stoffet. Blant disse komponentene kan pulverfyllstoffer noteres - de introduseres spesifikt for å redusere krymping, redusere kostnadene for materialet og øke brannmotstanden. Det bør også bemerkes glassstoffer (forsterkende fyllstoffer), hvis bruk skyldes en økning i mekaniske egenskaper. Det finnes andre tilsetningsstoffer: stabilisatorer, myknere, fargestoffer osv.

Glassmatter

Både i tykkelse og i struktur kan glassfiber være forskjellig. Glassmatter er glassfiber som kuttes i små biter, lengden varierer mellom 12-50 mm. Elementene limes sammen ved hjelp av et annet midlertidig bindemiddel, som vanligvis er et pulver eller emulsjon. Epoksypolyesterharpiks brukes til fremstilling av glassmatter, som består av tilfeldig anordnede fibre, mens glassfiber i sitt utseende ligner et vanlig stoff. For å oppnå høyest mulig styrke bør det brukes forskjellige typer glassfiber.

Generelt har glassmatter mindrestyrke, men de er mye lettere å behandle. Sammenlignet med glassfiber, gjentar dette materialet formen til matrisen bedre. Siden fibrene er ganske korte, har en kaotisk orientering, kan matten knapt skilte med stor styrke. Den kan imidlertid veldig lett impregneres med harpiks, siden den er myk, samtidig som den er løs og tykk, og minner litt om en svamp. Materialet er veldig mykt og formbart. Laminat, for eksempel, som er laget av slike matter, har utmerkede mekaniske egenskaper, har høy motstand mot atmosfæriske forhold (selv innenfor en lang periode).

Hvor glassmatter brukes

Mat brukes innen kontaktstøping for å kunne produsere varer med komplekse former. Produkter laget av dette materialet brukes på en rekke områder:

• i skipsbyggingsindustrien (bygging av kanoer, båter, yachter, fiskekuttere, diverse interne strukturer, etc.);
• Glassmatte og polyesterharpiks brukes i bilindustrien (ulike maskindeler, sylindre, varebiler, diffusorer, tanker, informasjonspaneler, hus, etc.);
• i byggebransjen (visse treprodukter, bygging av busskur, skillevegger osv.).

Glassmatter har forskjellig tetthet, samt tykkelse. Materialet er delt på vekten av en kvadratmeter, som måles i gram. Det er et ganske tynt materiale, nestenluftig (glasslør), det er også et tykt, nesten som et teppe (brukes for å sikre at produktet får ønsket tykkelse, får nødvendig styrke).