что такое полимерная смола и что с ней делать
Производство, свойства и порядок работы с полиэфирными смолами
Полиэфирная смола — широко эксплуатируемый материал, который находит применение в разных сферах промышленности. Пользоваться им можно даже в домашних условиях, если точно знать, как работать с этим средством. Технологию нужно строго соблюдать, только в этом случае результат будет качественным.
Изготовление смол
Полиэфиры — продукты нефтехимии, которые берут свое начало в ходе перегонки нефти. Производство начинается именно с нефтепереработки, в итоге выделяются такие компоненты: бензол, этилен, пропилен. Далее эти вещества подвергаются различным химическим реакциям для изготовления гликолей, многоосновных кислот, антигидридов. Ингредиенты соединяют и уваривают вместе, в результате получается базовая смола.
Получение готовой полиэфирки включает разведение базовой смолы растворителем — стиролом. Это вещество имеет высокую токсичность, в готовом продукте способен составлять до ½.
Указанный этап производства может быть конечным, и продукт поступает на реализацию. Но чаще всего схема переходит на второй этап, где в состав вводится ряд добавок в зависимости от назначения материала. Дополнительные компоненты обеспечат нужные свойства. Это могут быть пластификаторы, связующие добавки, пигменты (колеры) и т. д.
С момента окончания производства срок годности смеси ограничен. Дело в том, что после окончательной укомплектации начинается постепенная полимеризация материала или отверждение. Чем дольше хранится средство, тем хуже его качество. Для замедления полимеризации используют хранение в холодильниках.
Перед непосредственным нанесением смолы ее надо в определенных пропорциях разбавлять отвердителем, смешивать с активатором, катализатором, которые обеспечат нужную химическую реакцию с выделением тепла, поэтому масса обретет нужные характеристики — плотность, прочность, влагостойкость.
Производители выпускают однокомпонентные средства — к ним надо дополнительно покупать отвердители, двухкомпонентные материалы. Последние включают два флакона — смолу и отвердитель.
Характеристики материала
Насыщенные полиэфирные смолы на вид представляют собой медоподобную жидкость темно-коричневого, желтого цвета. Как правило, она прозрачная, не имеет посторонних включений. После смешивания с отвердителем материал густеет, переходит в желеобразное состояние, потом становится похожим на резину и, наконец, твердеет. Окончательно затвердевший материал может подвергаться окрашиванию — хорошо ложится краска и лак.
Полиэфирные смолы отличаются такими свойствами:
К минусам материала можно отнести большую, по сравнению с эпоксидной смолой, усадку, высокий класс опасности для человека. Материал токсичный, работа требует осторожности.
Сейчас выпускаются современные полиэфирные смолы без стирола. В отличие от неорганических смесей, в них нет опасных компонентов. В составе живица, растительные масла (рапсовое, соевое, касторовое). Из масел добывают экологически чистые полиолы — базовые компоненты для изготовления двухкомпонентных полиэфирных смол. Из полиолов готовят вспененный полиуретан.
Сфера применения
Что можно сделать на основе полиэфирных смол? Сфера их применения очень широка. В комбинации со стеклотканью они позволяют получить стеклопластик нужной степени прозрачности. Изделия из него есть в любом магазине сантехники, например, душевые кабины. Смолы входят в состав лакокрасочных материалов, клеевых смесей, компаундов — полимеров для изготовления радиодеталей, электротехнического оборудования. Их вводят в мастики, замазки, композиции для наливного пола, для подиумов.
Стеклопластик применяется в отливке статуэток, галантереи. Полиэфиркой пропитывают пористые материалы для их герметизации, например, для стабилизации древесины. Полиэфирная смола может участвовать в процессе изготовления сотопластов, иных пластмасс, волокнистых плит из дерева, асбоцементных плит.
В кораблестроении использовать смолы можно для:
Полиэфирная смола применяется для ремонта бамперов авто, пластик на ее основе служит базой для изготовления деталей автомобилей. С добавлением полиэфирок делают автомобильные грунтовки и шпаклевки. Стеклопластик вкупе с красителями применяют для литья осветительных приборов, подоконников, карнизов, кровель. Литьевой метод используется для создания искусственного камня.
Марки и производители
Выпускаются разнообразные полиэфирные смолы отечественных и импортных производителей. Упаковки большинства смол — от 1 килограмма и более.
Neon S-1
Neon S-1 от Ремполимер — предускоренная тиксотропная смола, которая обладает низкой вязкостью, средним уровнем химической активности. В составе присутствует стирол, наполнители высокого качества. Средство считается одним из лучших для ремонта лодок, катеров, автотюнинга. Дает минимальную усадку, после разбавления его надо наносить в течение 15 минут. Время полимеризации — 45 минут.
Рефлекс
Reoflex Repair Resin или полиэфирная смола Рефлекс — средство для ламинирования, имеет ортофталевую основу и пониженное количество стирола. В описании указано, что смола обладает высокой адгезией к металлу, лакокрасочным покрытиям, древесине, ламинату, грунтам.
Полученное покрытие имеет высокую прочность к механическому повреждению, вибрации, стойкое к перепадам температур, влиянию смазок, бензина, масел. Добавление специальных компонентов позволяет пластифицировать материал и применять для ремонта бамперов, заполнения щелей в металле.
Смола для литья Norsodyne O-12335 AL
NorsodyneO-12335 AL — предускоренная прозрачная смола, имеет высокую стойкость к ультрафиолету. Отличается довольно большим временем желатинизации — 16 – 22 минуты. Разводить ее нужно отвердителем Бутанокс в объеме 0,03 % от общей массы. Используется для обработки пористых материалов, как клей для резиновых лодок, ремонта автомобилей. Допускается применение при температуре от +15 градусов.
Novol Plus 720
Новол Плюс 720 (Novol Plus 720) — еще одно популярное средство, которым можно клеить резиновые изделия, заделывать дыры, отверстия, усиливать пластиковые конструкции. С его помощью ремонтируются кемпинговые прицепы, яхты, автомобильные кузова.
Как отвердитель применяется Бутанокс, его можно заменить 50 % пастой перекиси бензоила. Полиэфирная смола имеет высокую прочность, отлично шлифуется, может покрываться полиэфирными шпаклевками. Расход 1м2 при использовании в качестве клея небольшой, средство может применяться со стекломатом.
Другие марки
Склеивать различные поверхности, проводить их ламинирование можно при помощи смолы полиэфирной Eskim ES-1060. Состав менее вязкий, чем большинство материалов, поэтому отличается легкостью нанесения.
Особое свойство — низкая чувствительность к количеству растворителя и температуры для отверждения. Легко добавить в смолу любую колеровку своими руками, смола сочетается с большинством пигментов. К средству можно досыпать цемент, тальк, гипс и применять для изготовления наливных полов.
Полиэфирная смола Polipol 3401-А — ортофталевый материал с низкой усадкой, практически не деформируется после отверждения. Широко используется для производства химически стойкой тары, деталей катеров, аттракционов, бассейнов. Сколько сохнет средство? Время гелеобразования — 30 минут, дальнейшее отверждение зависит от температуры в помещении.
Особенности ненасыщенных полиэфирных смол
Основное отличие ненасыщенных смол от насыщенных — в составе, точнее, в количестве определенных компонентов. Ненасыщенные средства более популярны, ведь для их полимеризации не нужна высокая температура, составы отвердевают даже при +23 градусах. Плюсом можно назвать меньший вред для здоровья — отсутствует выделение побочных продуктов.
Материал используется для изготовления армированного пластика, литой изоляции, стеклопластикового покрытия, радиоприборов, электроприборов. Подойдет и для корпусов лодок, катеров, яхт, применяется в авторемонте и автомобильной промышленности.
Растворители, ускорители и ингибиторы
Обязательный компонент смолы — растворитель-мономер. Нужен для разведения, снижения вязкости (сам полиэфир очень густой), как участник сополимеризации. Для перевода материала из жидкого состояния в твердое применяются катализаторы, например, гидроперекись (позволяет полиэфирке обрести конечные свойства).
Ускоритель вводят в состав сразу либо добавляют, чтобы стабилизировать массу, в процессе эксплуатации. Обычно в качестве ускорителя выступают соли кобальта. Без последовательного применения таких веществ процесс отверждения будет происходить медленно или преждевременно, готовое изделие будет испорчено.
Работа с полиэфирной смолой
Вначале следует точно отмерить объем смолы и ускорителя, пропорции всегда указываются в инструкции. Рекомендуется начинать работу с минимального количества материалов — не более 0,5 – 1 литра. Ускоритель добавляют постепенно, после тщательно размешивают смолу. Быстрые движения недопустимы — так в массу попадет много воздуха.
При введении раствора возможна смена оттенка жидкости (становится синего цвета), сильное нагревание. Если температура полиэфирки повысилась, это означает начало процесса полимеризации.
Когда требуется замедлить отверждение, можно поставить емкость с массой в таз с холодной водой. Переход жидкости в желатинообразное состояние означает окончание периода ее использования. Обычно такой процесс занимает 20 – 60 минут. Склеить изделия или нанести смолу на поверхности надо раньше, после желатинизации перемещать материал уже нельзя. Далее надо дождаться полной полимеризации — от нескольких часов до 2 суток, но окончательные свойства полиэфирка обретет через 1 – 2 недели.
Полиэфирные смолы и стекломаты
Стекломаты — стекловолокно, нарубленное мелкими кусками (до 5 см). Их соединяют между собой и используют подобно стеклоткани. Для изготовления стекломатов применяется полиэфирка. Их прочность ниже, чем у стеклоткани из-за более коротких волокон, зато в работе они намного легче.
После пропитывания смолой материал становится похожим на губку, хорошо сгибается и обретает нужную форму. Существуют тонкие стекломаты (стекловуаль) и очень толстые, как одеяло.
Изготовление искусственного камня
Кроме прямого предназначения, полиэфирка широко применяется для изготовления искусственного камня. Для этого смола смешивается с наполнителями, минеральной крошкой, красителями, полимерами, стеклом.
Чтобы сделать крупные изделия (столешницы, карнизы), применяют метод литья — укладывают наполнитель в форму, заливают полиэфирной смолой. Так своими руками делают изделия из мрамора — смешивают полиэфирку и крошку искусственного мрамора, заливают в нужную форму. Сушат изделие в сушильном шкафу под действием горячего воздуха.
Опасность и вред для человека
Вредные компоненты присутствуют в составе практически всех материалов неорганического происхождения. Особенно токсичен стирол, это вещество весьма огнеопасно. Работать с полиэфиркой надо всегда с соблюдением мер защиты. Глаза предохраняют от паров и брызг специальными очками, органы дыхания защищают респиратором.
Чем отмыть материал, если состав попал на кожу? Надо сразу же тщательно промыть это место с мылом, но лучше использовать особый состав для очищения полиэфиров. Помещение должно хорошо проветриваться, исключается работа рядом с источниками огня. Тушение при возгорании запрещено проводить водой, надо применять огнетушитель или песок.
Полиэфирная и эпоксидная смола — основные характеристики, отличия и сферы применения
В судостроении, машиностроении, химической промышленности и ряде других отраслей применяются смолы. Материалы требуются для пропитки в процессе производства, улучшают свойства древесных материалов, стекловолокна, углеволокна. В чем отличие полиэфирной и эпоксидной смолы — самых популярных средств группы? Стоит подробнее рассмотреть их сферу применения, плюсы и минусы.
Эпоксидка — достоинства и недостатки
Материал эпоксидного типа имеет несколько синтетических компонентов в составе и обычно реализуется в форме двухсоставных средств. Отличается от иных наличием основной смеси и отвердителя — последний добавляют для застывания перед использованием.
В результате после отверждения получаются изделия или покрытия высокой прочности, обладающие стойкостью к действию агрессивных факторов. При попадании ацетона или ряда других растворителей покрытие портится.
Преимущества применения эпоксидных материалов:
Где чаще всего используется эпоксидка? Вот основные сферы:
Недостатков у средства только два. Довольно высокая стоимость, особенно если выбирать между эпоксидкой или полиэфиркой. Период полимеризации зависит от типа отвердителя и может быть довольно неудобным. Использование высококачественных отвердителей вызовет значительное удорожание работ.
Полиэфирная смола — плюсы и минусы
В основе средств всегда есть полиэфир, иные компоненты могут различаться: растворители, ингибиторы химических реакций, ускорители. Если дополнительно покрыть поверхность специальным составом (гелькоутом), прочность покрытия возрастет.
Сферы применения полиэфирки:
В чем разница полиэфирных смол с эпоксидными? Свойства последних серьезно превышают физико-химические показатели первых. Для получения более прочного покрытия приходится использовать гелькоуты: в сухих помещениях — ортофталевые, во влажных — изофталевые, неопентиловые.
К минусам можно отнести однокомпонентность состава. Химическая реакция в полиэфирке уже запущена, и старый материал будет затвердевшим, непригодным для работы. Эпоксидку можно разбавить, материал годится для нанесения на любые поверхности, срок годности не принципиален. Недостаток в огнеопасности из-за наличия некоторых растворителей, низкая огнестойкость — смола горит как древесина.
В сравнении с эпоксидкой можно указать такие минусы материала:
Иные виды смол
Существуют иные типы материалов, которые могут заменить описанные выше. Они менее популярны, но все-таки используются в промышленности.
Винилэфирные смолы
Это современные виды материалов, принцип образования которых схож с таковым у полиэфирных. Винилэфирные смолы более прочные — это свойство придают им входящие в состав эпоксидные молекулы. Усадка выше чем у эпоксидки, но ниже чем у полиэфирки.
Прочие характеристики материала:
К сожалению, такие материалы содержат вредные вещества (стиролы), хотя ряд современных модификаций не включает этих элементов. Минусом можно назвать плохую полимеризацию при обычных температурах. Цена средств высока, чуть ниже стоимости эпоксидных смол.
Во время эксплуатации надо соблюдать осторожность: при нанесении на разнородные поверхности есть риск отслойки наружной части покрытия. Наилучшую адгезию материал показывает к стекловолокну, хуже его сцепление с углеволокном, кевларом.
Бакелитовая смола
Бакелит — продукт поликонденсации фенола с формальдегидом при участии щелочного катализатора. Материал относится к термореактопластам, формируется на начальном этапе производства фенолформальдегидной смолы. На вид бакелитовая смола — вязкая жидкость светло-желтого, темно-желтого цвета.
Материал применяется как связующее звено при выпуске абразивных изделий горячего, холодного прессования и вальцевания. Свойство бакелита переходить в нерастворимую форму при долгом нагревании применяется для приготовления пластмасс. Растворы на спирту эксплуатируются как лаки.
Эпоксивинилэфирные смолы
Такие материалы отличаются высочайшей химической стойкостью, могут защищать изделия от коррозии. Особенно популярны на производстве, где необходимы антикоррозионные свойства стеклопластика.
Благодаря таким качествам эпоксивинилэфирные смолы могут использоваться в ряде отраслей промышленности:
Нанесение химстойких смол делает изделия защищенными и от растворителей, окислителей, хлоридов, щелочей. Некоторые типы эпоксивинилэфирных смол выдерживают температуры до +315 градусов, но большая часть их может длительно эксплуатироваться до +175 градусов. Срок службы стеклопластика составляет несколько десятилетий. Стоимость материала умеренная — ниже чем у эпоксидных смол.
Изофталевая смола
Этот тип материала относится к полиэфирам, разница только в специфике процесса производства. Изофталевая смола отличается от стандартной полиэфирной молекулярной массой, строением. Это обуславливает несколько иные свойства готового стеклопластика.
Изофталевые материалы имеют сложную структуру. Прочие их свойства:
Ортофталевые смолы
По сравнению с изофталевыми смолами ортофталевые имеют менее сложное строение. В составе есть специальные добавки, которые улучшают экологические показатели, снижают вредность испарений. Некоторые вовсе не содержат стирола и признаются безопасными.
В составе ряда смол есть парафин, и они предназначаются для создания поверхностной пленки на ламинате. Ортофталевые смолы быстро отвердевают, работать с ними надо в течение короткого промежутка времени.
Отличия полиэфирной и эпоксидной смол
Полиэфирка и эпоксидка сочетают достоинства и недостатки, поэтому их применяют в зависимости от потребностей. Материалы серьезно различаются по ряду показателей.
Полимеризация
Эпоксидные смолы полимеризуются более длительно, чем полиэфирные. Утрачивают вязкость при повышении температуры, поэтому могут возникать неприятности при работе на вертикальных основаниях. Полиэфирные смолы вязкости не теряют: с ними может работать человек даже без специальной подготовки.
Термопоказатели
Слишком высокие температуры быстро приводят эпоксидку в негодность, материал закипает. Полиэфирные смолы лучше выдерживают нагревание, не кипят.
Эксплуатационные качества
Оба вида материала характеризуются прочностью готового покрытия, имеют хорошую адгезию. Усадка эпоксидки намного ниже, материал служит дольше, поэтому используется для изготовления износостойких деталей. Для работы требуются определенные навыки. Полиэфирная смола используется там, где не требуется сверхвысокая износостойкость, материал достаточно долговечен, получаются качественные стеклопластиковые изделия.
Гелеобразование
Процесс гелеобразования эпоксидки — 30 минут, полиэфирного материала — от 2–3 минут.
Стоимость
Цена будет зависеть от конкретной марки и разновидности средства, но в любом случае эпоксидка на порядок дороже.
Взаимодействие между собой
Не рекомендуется наносить полиэфирку на эпоксидку — материал быстро отслоится. Виной этому служат эфиры, парафины, которые есть в составе полиэфирной смолы. Эпоксидка на зашкуренную полиэфирку ляжет отлично и будет долго служить.
Токсичность и запах
Эпоксидные смолы не имеют резкого запаха, не токсичны. Полиэфирка имеет более неприятный запах, но токсичность тоже отсутствует. Работать с обоими видами материалов надо в перчатках.
Сравнивать разные виды смол сложно, ведь каждый имеет свое предназначение. В целом можно сделать такой вывод: эпоксидка намного прочнее, долговечнее, зато дороже, полиэфирка менее крепка на износ, но дешева и отлично подойдет для изделий, не подверженных высоким нагрузкам.
Эпоксидная смола: практические советы начинающим. Часть 3. Выбираем эпоксидку
Краеугольным камнем эпоксидного творчества является, разумеется, сама эпоксидная смола. Она же и самый дорогостоящий расходник. Начинающим сложно ориентироваться в ассортименте и оценивать качества материала по описанию, в связи с этим в этом посте дадим несколько полезных комментариев и советов.
Начинающим рекомендую внимательно отнестись к характеристикам смолы, поскольку они напрямую влияют на ваш результат. Для сравнения приведу фото изделий с использованием продуктов, которые были использованы. На них хорошо видна разница в текстуре и прозрачности.
Прежде чем покупать смолу, следует учесть, что для поделок используются два вида: жидкая и густая эпоксидка (ее еще называют Хани/ Honey). Эти продукты используются для разных целей и техник. Ниже я приведу примеры продуктов, которые мне представляются оптимальные по разным параметрам.
Также важно учесть, что промышленная/техническая эпоксидка и смола для творчества – это несколько разные вещи. Для некоторых видов поделок неспециализированные материалы подойдут, для других – категорически нет. Это объясняется тем, что при всех своих преимуществах (низкая цена, хорошая прозрачность и быстрое отвердение) они имеют характерный желтоватый оттенок, который в прозрачных изделиях хорошо заметен, а также могут оставить разводы в толще изделия. Из-за этого добиться чистого холодного (например голубого) оттенка при окрашивании прозрачными колерами вам не удастся в принципе. Несмотря на это такая смола очень выручает, когда нужно заливать большие объемы. Пример такой смолы я также приведу ниже.
Эпоксидная смола для творчества
Преимущество жидкой эпоксидки – малое количество пузырей (а пузыри – враг любого, кто занимается эпоксидным творчеством). Недостаток – очень долгое отвердение (2-4 суток один слой). Если вы хотите делать объемные заливки, вам следует использовать именно такую смолу. Если очень постараться, то такой смолой можно и рисовать, но это проблематично. Для этого необходимо понять, за какое время она загустевает до нужной консистенции (это может быть от 6 до 24 часов). Чтобы это понять вам нужно будет извести довольно много материала впустую, поэтому делать этого не советую. Хорошая смола жидкого типа, которая к тому же относительно быстро твердеет (1-1,5 суток) и недорого стоит – Creative для объемных заливок. При соблюдении технологии дает идеальную прозрачность. Цена упаковки 1 килограмм 1300-1400 рублей. Область применения – объемные заливки. Ниже вы видите изделие, отлитое двумя слоями, высота которого составляет около 20 см.
Преимущество густой эпоксидки – быстрое застывание. Недостаток – ужасная пузыристость. Изделия из такой смолы часто выглядят мутными из-за большого количества пузырей. Такая смола хорошо подойдет для непрозрачных элементов, рисования и для тонких заливок. В этой категории безусловный чемпион – ArtEpoxy RS, застывающая за 6 часов. Цена за 1 килограмм – 1200-1300 рублей. Область применения – Резин арт, мелкие аксессуары для композиций, обработка элементов декора перед заливкой (зачем это нужно мы расскажем в отдельной публикации), заливка базовых непрозрачных слоев и т.д. Ниже вы видите ответ на вопрос почему такая эпоксидка не подойдёт для Петри Арт и для любых прозрачных элементов. Зато прекрасно подойдет для Резин Арт.
Компромиссный вариант – эпоксидка-универсал Artline Crystal Epoxy. Относительно мало пузырей, застывает за сутки. Этой смолой можно делать объемные элементы и рисовать, если перед этим дать постоять 40 минут. Недостаток – стоит дороже, чем предыдущие варианты. Однако, для начинающих можно рекомендовать ее, так как она универсальна, удобна в работе и позволяет получить хороший результат. Цена за 1 килограмм – 1500 рублей.
Неспециализированная эпоксидка
Самым доступным вариантом с хорошими показателями по всем критериям (не пахнет, хорошо выходят пузыри, при этом застывает за 3-4 часа), я считаю старый-добрый клей ЭДП (Клей эпоксидный ЭДП Универсальный, произведенный в Дзержинске). Продается по 280 грамм, цена одной пачки – от 170 рублей, то есть 1100 грамм за 680 рублей.
Такая эпоксидка спасает, когда нужен большой объем, например, при изготовлении столика-реки. Даже небольшой объект такого плана требует расхода смолы 1-2 килограмма. При этом продукт имеет и недостатки – желтизна и разводы в текстуре. Работе с такой смолой мы посвятим отдельную публикацию. Для начинающих продукт может быть полезен разве что для Резин Арт.
Я использую все четыре вида эпоксидки для разных задач, приобретаю объем 1-1,5 кг. Кстати, о количестве. Сколько же нужно эпоксидки на поделки?
Чтобы сделать панно Резин Арт на круглой доске диаметром 28-30 см вам понадобится 60-80 грамм эпоксидки. Для Петри Арт такого же размера вам придется потратить до 200 грамм. Объемная заливка в форму примерно 5х5 см потребует от 100 грамм материала в зависимости от прочего наполнения.
В следующих публикациях мы поговорим о том, какие проблемы могут возникнуть в ходе работы, и о том, как их избежать.