Виготовлення епоксидної смоли, процес виробництва, її характеристики та властивості
Виробництво епоксидної смоли
У реактор з нержавіючої сталі з пароводяною сорочкою та мішалкою завантажують епіхлоргідрин і нагрівають до 40-50 °С. При працюючій мішалці поступово вводять дифенілолпропан. Після розчинення дифеніл пропану і отримання однорідного розчину тонким струменем з мірника додають розчин їдкого натру і при 60-70 ° С проводять процес конденсації, який триває 1,5-2ч.
Поділ шарів відбувається швидше за 40-50 °С. Водний шар (зверху), що відстоявся, відокремлюють, а смолу, що залишилася, промивають теплою водою при 40-50 °С. Кількість води визначається за обсягом (зазвичай дво-, триразове).
Промивання (перемішування, відстоювання з наступним відділенням водного шару) триває до видалення кухонної солі, що утворилася при реакції. Промивання контролюється пробою (промивних вод) на присутність хлору та лугу.
Сушіння смоли проводиться в тому ж апараті. Для цього смолу нагрівають до 40-50 ° С, підключають холодильник за прямою схемою (з вакуумом) і сушать до припинення конденсації води в холодильнику і спінювання смоли.
Сушіння смоли виробляють і без вакууму-при атмосферному тиску і температурі близько 120°С. Сушіння смоли продовжується до отримання прозорої проби смоли при 20-25 °С. Готова смола зливається в алюмінієву тару.
Залежно від молярного співвідношення вихідних компонентів кінцеві продукти можуть бути рідкими, в'язкими та твердими.
У зв'язку з тим, що промивання рідкої (низькомолекулярної) смоли проводити значно легше, ніжв'язкою (високомолекулярною), спочатку отримують низькомолекулярні смоли, які потім сплавляють з необхідною за розрахунком кількістю дифеніл пропану і при цьому отримують необхідні високомолекулярні смоли.
Характеристики епоксидних смол
Епоксидні смоли є рідкими, в'язкими або твердими прозорими термопластичними продуктами від світлого до темно-коричневого кольору. Вони легко розчиняються в ароматичних розчинниках, складних ефірах, ацетоні, але не утворюють плівок, тому що не тверднуть у тонкому шарі (плівка залишається термопластичною).
Епоксидні смоли за своєю будовою є простими поліефірами, що мають по кінцях епоксигрупи, які є вельми реакційними (рис. 1).
При дії на епоксидні смоли сполук, що містять рухомий атом водню, вони здатні твердіти з утворенням тривимірних неплавких і нерозчинних продуктів, що мають високі фізико-технічні властивості. Таким чином, термореактивними є не самі епоксидні смоли, а їх суміші з затверджувачами та каталізаторами.
Як затверджувачі для епоксидних смол застосовуються різні речовини: діаміни (гексаметилендіамін, метафенілендіамін, поліетиленполіамін), карбонові кислоти або їх ангідриди (малеїновий, фталевий).
Склад епоксидних смол
Епоксидні смоли в суміші з вищезазначеними затверджувачами утворюють термореактивні композиції, що мають цінні властивості:
- високою адгезією до поверхні матеріалу, на якій вони твердіють;
- високими діелектричними властивостями;
- високою механічною міцністю;
- гарною хімостійкістю та водостійкістю;
- при затвердінні не виділяють летких продуктів і відрізняються малою усадкою (2-2,5%).
Властивості епоксидних смол
Зміст епоксигруп у смолі є однією з найважливіших характеристик епоксидних смол, що визначає кількість затверджувача, необхідного для затвердіння смоли.
Вміст епоксидних груп у смолі може бути виражений:
- Кількість епоксидних груп у масових відсотках. За епоксидну групу приймають еквівалентну масу групи, що дорівнює 43.
- Епоксидним числом, рівним грам-еквівалентів епоксидних груп в 100 г смоли.
- Епоксидним еквівалентом, що дорівнює масі смоли в грамах, що містить 1 грам-еквівалент епоксидних груп.
Метод визначення епоксидних груп заснований на взаємодії епоксигруп із соляною кислотою та утворенням хлоргідрину.
Крім вмісту епоксидних груп у готових смолах визначають: