Էպոքսիդային տարածիչներ. Բարձր վիսկոզությամբ էպոքսիդային նյութերի ավելի հեշտ կիրառման լուծում

Ինչու՞ են էպոքսիդային տարածիչները անհրաժեշտ բարձր վիսկոզությամբ ռեզինների մշակման համար

Բարձր վիսկոզությամբ էպոքսիդային ռեզինների հետ աշխատելը կարող է բավականին դժվար լինել արտադրողների համար: Հաճախադեպ հանդիպող խնդիրներն են՝ լցանյալների վատ թրջվելը, հաստությամբ տարբերվող անհամասեռ ծածկույթները և մասերի ձուլման ժամանակ մեծ քանակությամբ կապված օդի առկայությունը: Բախտի բերումով՝ էպոքսիդային ներծծիչները օգնում են լուծել այս խնդիրների մեծ մասը՝ նշանակալիորեն նվազեցնելով ռեզինի վիսկոզությունը, երբեմն այն 90 %-ով պակասեցնելով: Սա շատ ավելի հեշտացնում է խառնուրդի պատրաստումը, թույլ է տալիս լրիվ թրջել մանրաթելերը և օգնում է նյութը հավասարաչափ կիրառել նաև բարդ ձուլատակերի դիզայներում: Որոշ հատուկ ռեակտիվ ներծծիչներ վիսկոզությունը նվազեցնում են ավելի քան տասն անգամ՝ առանց գլասային անցման ջերմաստիճանը իջեցնելու 90 °C-ից ցածր, այսպես որ նյութը շարունակում է լավ աշխատել բարձր ջերմաստիճաններում: Սակայն լավ ներծծիչի ընտրությունը չի սահմանափակվում միայն հոսունության բնութագրերի բարելավմամբ: Այն նաև արագացնում է սառեցման գործընթացները և բարելավում է կարևոր մեխանիկական հատկությունները, ինչպես օրինակ՝ վերջնական արտադրանքի հարվածների դիմացկունությունը: Այն կիրառումներում, որտեղ արտադրության արագությունը նույնքան կարևոր է, որքան կառուցվածքային ամրությունը, ճիշտ ներծծիչի ընտրությունը դառնում է անհրաժեշտ:

Ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ էպօքսի նյութեր. Հոսքի, մշակման քիմիայի և վերջնական օգտագործման ամբողջականության հավասարակշռում

Ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ էպօքսի նյութերի հիմնարար տարբերությունը հասկանալը որոշում է բաղադրության հաջողությունը: Այս ընտրությունը անմիջապես ազդում է ծանրության կառավարման, մշակման վարքագծի և երկարաժամկետ ապրանքի ամբողջականության վրա՝ ընդհանուր առմամբ կոմպոզիտներում, սոսնձներում և պաշտպանիչ ծածկույթներում:

Ինչպես են ռեակտիվ էպօքսի նյութերը ներառվում ցանցի մեջ և ազդում խաչաձևման խտության վրա

Ռեակտիվ նոսրացնողները սովորաբար պարունակում են կամ էպօքսի, կամ հիդրոքսիլ ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք մասնակցում են այդ խաչաձևման ռեակցիաներին մշակման ընթացքում: Երբ այս մոլեկուլները կովալենտ կապեր են առաջացնում պոլիմերային ցանցի ներսում, դրանք կարող են նվազեցնել սկզբնական ծագումը մոտավորապես 40–60 տոկոսով, ինչը ավելի հեշտացնում է արտադրության ընթացքում աշխատանքը: Դրանք նաև օգնում են պահպանել վերջնական կարծրությունը 80 Shore D մակարդակից բարձր՝ միաժամանակ պահպանելով լավ քիմիական դիմացկունության հատկությունները: Ավելին, խաչաձևման խտությունը մեծանում է այն չափով, որքան շատ են յուրաքանչյուր մոլեկուլի ռեակտիվ կենտրոնները: Ի հակադրություն դրան, մեկ ֆունկցիոնալ գլիցիդիլ եթերները, ինչպես օրինակ բուտիլ գլիցիդիլ եթերը (BGE), սովորաբար իջեցնում են ապակենման ջերմաստիճանը (Tg) մոտավորապես 10–15 °C-ով, եթե դրանք օգտագործվում են սովորական ռեզինային մոնոմերների փոխարեն: Հենց դրա համար էլ ճշգրիտ դոզավորումը դառնում է այնքան կրիտիկական այն կիրառություններում, որտեղ ավելի բարձր Tg արժեքներ են անհրաժեշտ ապահովելու համար խիստ պայմաններում արդյունավետությունը:

Ոչ ռեակտիվ էպոքսի ներբերիչներ. Թռչունակություն, միգրացիայի ռիսկեր և երկարաժամկետ հատկությունների շեղում

Արոմատիկ և ալիֆատիկ էստերները ծառայում են որպես ժամանակավոր պլաստիկացնողներ, որոնք քիմիական կապերի միջոցով չեն ինտեգրվում նյութերի մեջ: Սակայն այս մոտեցման հետ կապված են որոշ խնդիրներ: Կարող է տեղի ունենալ մինչև 15 % զանգվածի կորուստ թռչունակության հետևանքով ամրացման գործընթացի ընթացքում: Միգրացիայի խնդիրների պատճառով ամրությունը մեկ տարվա ընթացքում նվազում է առնվազն 20 %-ով: Բացի այդ, ջերմային կայունությունը և կպչունության հատկությունները ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար վատթարվում են: Այս պատճառներով մեծամասնության արտադրողները ոչ ռեակտիվ ներբերիչները օգտագործում են միայն ժամանակավոր սեղմակների համար, որոնք հետագայում պետք է հեռացվեն, կամ կարճ ծառայության ժամկետ ունեցող ճեղքերի լցման համար: Դրանք պարզապես չեն համապատասխանում կառուցվածքային բաղադրիչների համար, որտեղ երկարաժամկետ աշխատանքային ցուցանիշները կարևոր են:

Ճիշտ էպոքսի ներբերիչի ընտրություն. Քիմիական բաղադրության համապատասխանեցումը կիրառման պահանջներին

Գլիցիդիլ եթերներ (BGE, PGE)՝ բարձրացված ռեակտիվության և ցածր վիսկոզության կառուցվածքային բաղադրատոմսերի համար

Գլիցիդիլային եթերներ, ինչպես օրինակ՝ բուտիլ գլիցիդիլային եթերը (BGE) և ֆենիլ գլիցիդիլային եթերը (PGE), հանդես են գալիս որպես մեկ ֆունկցիոնալ ռեակտիվ ներծծողներ, որոնք փակվելիս մտնում են էպոքսի ցանցի մեջ: Այս միացությունները իրականում մասնակցում են խաչաձևման գործընթացին, ինչը զգալիորեն՝ 70 %-ից ավելի նվազեցնում է ծակողականությունը՝ առանց խանգարելու ջերմային կայունությանը: Դրանց քիմիական ինտեգրման եղանակը նաև նպաստում է VOC-ների արտանետումների նվազեցմանը, ինչը դարձնում է դրանք ավելի արդյունավետ մանրաթելերի թաղանթապատման համար՝ սա հատկապես կարևոր է ավիատիեզերական և ավտոմոբիլային կոմպոզիտներում, որտեղ ամրությունը պետք է համապատասխանի քաշի պահանջներին: Սակայն կա մեկ թերություն. քանի որ BGE-ն միտում ունի իջեցնելու ապակենման ջերմաստիճանը (Tg), բարձր ջերմաստիճանում աշխատելու նախատեսված ցանկացած բաղադրության մեջ կամ սահմանափակված պետք է լինի BGE-ի օգտագործումը, կամ այն պետք է միավորվի այլ ներծծողների հետ, որոնք ունեն ավելի բարձր ֆունկցիոնալություն:

Ոչ գլիցիդիլային տարբերակներ (ալիֆատիկ էստերներ, պոլիեթերային մոդիֆիկատորներ) ցածր VOC և բարձր կայունություն պահանջող կիրառումների համար

Երբ առաջադրվում են ուլտրացածր-VOC պահանջներ և պետք է պահպանվի չափային կայունությունը, մասնավորապես էլեկտրոնային սարքավորումների կապսուլավորման կամ առևտրային հատակների շարվելու նման կիրառումների դեպքում, կան գլիցիդիլային միացություններից բացի նաև այլ տարբերակներ, որոնք արժե քննարկել: Ալիֆատիկ էստերները և հատուկ մշակված պոլիեթերային մոդիֆիկատորները առանձնանում են նրանով, որ դրանք իրականում բաժանում են այդ խառնված պոլիմերային շղթաները՝ զգալիորեն նվազեցնելով վիսկոզությունը՝ երբեմն մինչև 85%: Բացի այդ, այս նյութերը չեն խանգարում ամին-հիմնված սառեցման գործընթացներին, ինչը մեծ առավելություն է շատ արտադրողների համար: Սակայն կա մեկ թերություն, որը արժե նշել: Քանի որ այս ավելացումները չեն ստեղծում ուժեղ քիմիական կապեր հիմնական սմոլայի կառուցվածքի հետ, դրանք ժամանակի ընթացքում միտում ունեն միգրացիայի, մասնավորապես՝ խոնավի ազդեցության տակ ենթարկվելիս: Որոշ լաբորատորային փորձարկումներ ցույց են տալիս, որ երկարատև շրջաններից հետո այս միգրացիան կարող է հանգեցնել սեղմման ամրության մոտավորապես 15–20 %-ով նվազման: Բախտի բերումով, վերջերս մշակված մոդիֆիկացված պոլիեթերների նոր տարբերակները սկսել են լուծել այս խնդիրը՝ օգտագործելով ճարտարապետական քիմիական մեթոդներ: Դրանք ներառում են հատուկ ամրացման կետեր, որոնք կպչում են էպոքսիդային մատրիցային, պահպանելով VOC արտանետումները 50 գրամ/լիտրից ցածր, միաժամանակ բավարարելով բոլոր պայմանները՝ մեկնաբանված որպես «կանաչ» սերտիֆիկացիա, այդ թվում՝ LEED ստանդարտները և Declare Labels-ը:

Գործնական ցուցումներ էպօքսի տարալուծիչների ներդրման վերաբերյալ՝ առանց վերջնական հատկությունների վատացման

Էպօքսի բաղադրությունների օպտիմալացումը պահանջում է ռազմավարական ձևով նվազեցնել վիսկոզությունը՝ առանց մեխանիկական կամ ջերմային ցուցանիշների վատացման։ Ապացուցված լավագույն պրակտիկաներն են՝

• Ռեակտիվ նոսրացնող խառնուրդ համատեղել միաֆունկցիոնալ (10–12 %) և եռաֆունկցիոնալ (5–7 %) տարալուծիչներ՝ ստանալու մոտավորապես 18 % վիսկոզության նվազեցում՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով խաչաձև կապի խտության կորուստը։ Եռաֆունկցիոնալ տարալուծիչների տարբերակներ, ինչպես օրինակ՝ բութանդիոլ դիգլիցիդիլ եթերը, օգնում են պահպանել ցանցի կարծրությունը և երկարաժամկետ հատկությունների կայունությունը։
• Հիբրիդային կատալիզատորների ինտեգրում հակազդել հիդրոքսիլ-հարուստ տարալուծիչների հնարավոր սահմանափակման ազդեցությանը՝ օգտագործելով արագացնող միջոցներ, ինչպես օրինակ՝ ցինկի օկտոատը, որպեսզի ապահովվի լրիվ պոլիմերացումը՝ առանց ցիկլի տևողության երկարացման։
• Նանոավելացումների համակշռում ավելացնել 0,5–1,0 % նանոսիլիցիում՝ վերականգնելու բարձր տարալուծիչային համակարգերում կարծրության 85–90 %-ը, համակշռելու պլաստիկացման ազդեցությունը՝ միաժամանակ բարձրացնելով մաշվածության դիմացկունությունը։

Երբ այս մոտեցումները կիրառվում են համատեղ, ձգողական ամրության նվազումը պահպանվում է 25 %-ից ցածր՝ համեմատության համար օգտագործված չներբերված ստանդարտների հետ: Կառուցվածքային կիրառումների համար առաջնահերթություն տրվի բազմաֆունկցիոնալ ռեակտիվ ներբերիչներին և հաստատվի դրանց աշխատանքային ցուցանիշները ASTM D3418-ին համապատասխանող արագացված տարատարիքացման փորձարկումներով՝ հատկապես այն դեպքում, երբ օգտագործվում են ոչ ռեակտիվ տարատեսակներ, որոնց դեպքում միգրացիայի պատճառով ամրության նվազումը կարող է հասնել 20 %-ի համեմատաբար հինգ տարվա ընթացքում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչի՞ համար են օգտագործվում էպօքսիդային ներբերիչները:

Էպօքսիդային ներբերիչները օգտագործվում են բարձր վիսկոզությամբ էպօքսիդային սմոլաների վիսկոզությունը նվազեցնելու համար, ինչը դրանք ավելի հեշտ դարձնում է խառնելու, կիրառելու և մաքրելու համար: Դրանք բարելավում են հոսքի բնութագրերը, արագացնում են մաքրման գործընթացը և միաժամանակ բարելավում են մեխանիկական հատկությունները:

Ի՞նչ տարբերություն կա ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ էպօքսիդային ներբերիչների միջև:

Ռեակտիվ էպօքսիդային ներբերիչները մտնում են պոլիմերային ցանցի մեջ, ազդելով խաչաձև կապերի խտության վրա և պահպանելով կարծրությունը, իսկ ոչ ռեակտիվ ներբերիչները գործում են որպես ժամանակավոր պլաստիֆիկատորներ, ինչը կարող է առաջացնել թռչունայինության և միգրացիայի խնդիրներ:

Կա՞ն էպօքսիդային ներբերիչների օգտագործման թերություններ:

Հիմնական թերությունները ներառում են ոչ ռեակտիվ տարածիչների դեպքում հնարավոր տատանվող կորուստներ և որոշ ռեակտիվ տարածիչների, օրինակ՝ բուտիլ գլիցիդիլ եթերի, դեպքում ապակենման ջերմաստիճանի նվազեցում։ Այս էֆեկտների թուլացման համար կարևոր է ճիշտ ընտրությունը և դոզավորումը։

Ինչպե՞ս կարող եմ ընտրել իմ կիրառման համար ճիշտ էպոքսիդային տարածիչը։

Հաշվի առեք քիմիական բաղադրությունը, նպատակային ծակուղությունը, ջերմային կայունությունը և վերջնական օգտագործման պահանջները։ Ցածր VOC և բարձր կայունության պահանջների դեպքում կարող են դիտարկվել ոչ գլիցիդիլ տարածիչներ, օրինակ՝ ալիֆատիկ էստերներ և պոլիեթերային մոդիֆիկատորներ, մինչդեռ գլիցիդիլ եթերները տրամադրում են բարձրացված ռեակտիվություն որոշ կառուցվածքային կիրառումների համար։