Կոշտացման նոսրացուցիչների դերը ծածկույթների հոսունության և հարթեցման բարելավման գործում

Էպօքսի նոսրացուցիչների մասին հասկացությունը և դրանց ազդեցությունը ծածկույթի մածության վրա

Էպօքսի նոսրացուցիչի սահմանումը և քիմիական բաղադրությունը

Էպօքսի նոսուղները աշխատում են որպես ավելացվածքներ՝ համեմատաբար փոքր մոլեկուլներով, որոնք խորանները պակաս հաստ են դարձնում՝ առանց նրանց բետոնացման ձևը խախտելու: Այս նյութերը սովորաբար պարունակում են ռեակցիոն մասեր, մեծապես էպօքսի կամ մի բան, որը կոչվում է գլիցիդիլ էթեր, ինչը թույլ է տալիս նրանց իրականում մասնակցել պոլիմերի կառուցվածքին, երբ ամեն ինչ սահմանված է: Միակ գործառույթներն ունեն, օրինակ՝ ֆենիլ գլիցիդիլ էթեր, որոնք սովորաբար առաջացնում են ավելի քիչ խաչաձև կապեր մոլեկուլների միջև, ինչն ընդհանրապես նյութերն ավելի ճկուն է դարձնում: Մյուս կողմից՝ կրկնակի գործառույթները, ինչպես օրինակ՝ բութանդիոլ դիգլիցիդիլ էթերը, պահպանում են նույնիսկ լավ կառուցվածքային ամբողջականությունը՝ նյութի մածուցիկությունը կարգավորելուց հետո: Արտադրողները հաճախ ընտրում են այս տարբերակների միջև՝ կախված նրանից, թե արդյոք նրանք պետք է ավելի ճկուն բան ունենան թե ոչ՝ ամրությունը պահպանելով նույնիսկ այն բանից հետո, երբ սկզբում ավելի հեշտ է աշխատել:

Ինչպես է էպօքսի նոսուղը նվազեցնում մածուցիկությունը՝ ապահովելով ավելի լավ կիրառում

Երբ նոսրացուցիչները միանում են խառնուրդին, իրենք իրականում քայքայում են այն բարդ միջմոլեկուլային ուժերը, որոնք պահում են էպօքսի պոլիմերային շղթաները միասին, ինչը խիստ կրճատում է մածուցիկությունը՝ երբեմն մինչև 60% կազմելով, ըստ Ciech Group-ի 2019 թվականի հետազոտություններից մեկի: Ինչ է սա նշանակում գործնականում? Դա նշանակում է, որ ամբողջը ավելի հեշտ է դառնում մշակել: Նյութը ավելի լավ փոշիանում է, հավասարաչափ տարածվում է մակերեսների վրա և կարող է նաև ավելի շատ լցանյութեր ընդունել: Թերմային անալիզի տվյալների դիտարկումը բացահայտում է մեկ այլ առավելություն. այս ավելացումները, թվում է, նվազեցնում են հոսքի համար անհրաժեշտ ակտիվացման էներգիան մոտ 15-20 տոկոսով: Սա նշանակում է, որ ծածկույթները նույնիսկ սենյակի ջերմաստիճանում հարթ են դառնում առանց պինդ բովանդակությունը կորցնելու, ինչը արտադրողները գնահատում են արտադրական սերիաների ընթացքում որակի ստանդարտները պահպանելու համար:

Ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ էպօքսի նոսրացուցիչներ. հիմնարար տարբերություններ և կիրառումներ

Ռեակտիվ նոսրացուցիչները, ներառյալ ալիլ գլիցիդիլ էթերը, իրականում մասնակցում են ցանցային կառուցվածքի գործընթացին ամրապնդման ընթացքում, ինչը օգնում է պահպանել բարձր կարծրությունը՝ շուրջ 85 Shore D, և պահում է ավարտված թաղանթը դիմադրուն քիմիական նյութերի նկատմամբ: Ընդ ուրիշը, ոչ ռեակտիվ տարբերակները, ինչպես օրինակ՝ բենզիլային սպիրտը, պարզապես նվազեցնում են մածուցիկությունը ժամանակավորապես՝ առանց մասնակցելու քիմիական կառուցվածքին: Ըստ 2010 թվականին Պասկոյի կատարած հետազոտությունների, այս չմասնակցող ավելցուկները կարող են թաղանթի ամրությունը նվազեցնել 12-ից 18 տոկոսով ամրապնդման ավարտից հետո: Այս կատարողական տարբերությունների պատճառով, մեծամասնությունը ռեակտիվ բաղադրատոմսեր է ընտրում, երբ անհրաժեշտ է երկարակյաց պաշտպանիչ ծածկույթ կառուցվածքների համար: Ոչ ռեակտիվ տարբերակները իրենց տեղը գտնում են այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է արագ հեռացում կամ կարճատև պաշտպանություն աշխատանքի համար նախատեսված է:

Էպօքսի ծածկույթներում հոսքի և հարթեցման գիտությունը

Մակերեսային լարվածությունը և նրա դերը ծածկույթի հոսքի և հարթեցման գործում

Էպօքսի ծածկույթների մակերեսների վրա տարածվելու և նստելու ձևը մեծապես կախված է մակերևույթային լարումից: Երբ աշխատում ենք բարձր պինդ նյութերի պարունակությամբ համակարգերով, սովորաբար տեսնում ենք մակերևույթային լարումը շուրջ 30-ից մինչև 40 միլինյուտոն մետր սահմաններում: Սա հնարավոր է ստեղծի խնդիրներ, ինչպենց օրինակ անհաճույք հարուցող խոռոչները և ահավոր նարնջագույն կեղևի տեքստուրան վերջնական արտադրանքում: Էպօքսի լցանյութերի ավելացումը նվազեցնում է այդ լարումը 10%-ից մինչև 20% սահմաններում, ինչն էլ ավելի լավ կպչուն հատկություններ է ապահովում ծածկույթին այն մակերեսի նկատմամբ, որին այն կիրառվում է, և ամբողջապես ավելի հարթ եզրափակում է ստեղծում: Կան երկու հիմնական տեսակի այդ լցանյութեր, որոնք արժե հիշատակել: Ռեակտիվ լցանյութերը գործում են այն պայմանով, որ իրենք իրականում միանում են նյութի կառուցվածքին ամրացման ընթացքում, օգնելով հավասարակշռել այդ բոլոր բարդ ինտերֆեյսային ուժերը: Ոչ ռեակտիվ տարբերակները չեն տևում այդքան երկար, սակայն իրենց գործն անում են՝ ժամանակավորապես մոլեկուլները միմյանցից բաժանելով, որպեսզի դրանք կարողանան ճիշտ տարածվել:

Վիսկոզության և մակերեսային մոբիլության հավասարակշռում օպտիմալ հարթեցման համար

Լավ հարթեցում ստանալու համար անհրաժեշտ է ճիշտ կերպով վիսկոզությունը վերահսկել: Երբ վիսկոզությունը գերազանցում է 2000 սանտիպուազը, նյութը պարզապես ճիշտ չի հոսում: Սակայն, եթե այն իջնում է 500 սանտիպուազի տակ, ապա շատ ավելի մեծ է թեքման խնդիրների հավանականությունը: Այս դեպքում օգտակար են լինում էպօքսի նոսրացուցիչները, որոնք վիսկոզությունը նվազեցնում են 30-ից մինչև 50 տոկոս: Նրանց առավելությունն այն է, որ նրանք ընդհանրապես չեն ազդում պինդ մասնիկների պարունակության վրա: Սա նշանակում է ավելի լավ մակերեսային շարժում այն կրիտիկական առաջին 5-ից մինչև 15 րոպեների ընթացքում, մինչև ամեն ինչ սկսի կոագուլյացվել: Անցյալ տարվա Պոլիմերային հանդեսի հետազոտությունները հաստատում են սա, ցույց տալով, թե ինչպես են այդ կարգավորումները իրականում օգնում ծածկույթներին ինքնուրույն հարթվել: Սա տրամաբանական է ցանկացած մեկի համար, ով աշխատում է արդյունաբերական բարձր պինդ մասնիկներով ծածկույթների հետ, որտեղ ճիշտ կիրառումն այնքան կարևոր է:

Բարձր պինդ մասնիկներով էպօքսի համակարգերում հարթեցման արդյունավետության չափումը

Մասնագետները սովորաբար կիրառում են ստանդարտ փորձարկումներ, ինչպիսին է ASTM D4402 ստանդարտներին համապատասխան թուլացման փորձարկումը կամ լազերային պրոֆիլոմետրիայի տեխնիկան, որպեսզի չափենք, թե ինչպես են նյութերը հարթվում կիրառման ընթացքում: Բարձր պինդ բովանդակությամբ բանաձևերի (70% -ից ավելի պինդ նյութեր) դեպքում ճիշտ քանակով նոսրացնող ավելացնելով կարող են ստացվել մակերեսներ, որոնց խորդուբարդությունը 5 միկրոմետրից ցածր է: Սա իրականում 60%-ով ավելի լավ է, քան այն, ինչ մենք տեսնում ենք սովորական չնոսրացված համակարգերից: Աստիճանի փորձարկումները ցույց են տվել նաև հետաքրքիր մի փաստ. 8-ից 12 տոկոս էպօքսի նոսրացնող ավելացնելիս հարթեցման համար անհրաժեշտ ժամանակը ուղղահայաց կիրառման դեպքում կրճատվում է մոտ 40%-ով: Սա այս բանաձևերին դարձնում է հատկապես օգտակար բարդ ձևեր ունեցող մասերի ծածկույթների համար, որտեղ հավասարաչափ ծածկույթը ամենակարևորն է:

Էպօքսի նոսրացնողի կոնցենտրացիայի օպտիմալացումը իդեալական ռեոլոգիական վարքի համար

Ձևավորողները սովորաբար օգտագործում են 5–15% էպօքսի նոսրացնող նյութ քաշով՝ հոսքի և կայունության հավասարակշռությունը ապահովելու համար: 18%-ից բարձր կոնցենտրացիան նվազեցնում է խաչաձև կապի խտությունը՝ կարկատնությունը 2–3 Shore D միավորով: Վիսկոմետրիկ տվյալներ ցույց են տալիս, որ 10% ռեակցիոն նոսրացնող նյութն ապահովում է օպտիմալ թույլատրելի լարում (50–80 Պա) վերածծման համար, մինչդեռ պահպանում է 90%-ից ավելի փայլի պահպանումը՝ ապահովելով ինչպես աշխատանքային հնարավորությունները, այնպես էլ էսթետիկ ցուցանիշները:

Ընկղման համասեռության և մակերեսային սխալերի նվազեցման բարելավում

Ինչպես է էպօքսի նոսրացնող նյութը մոդիֆիկացնում մակերեսային լարումը՝ թաղանթի ձևավորումն ամրապնդելու համար

Ըստ 2025 թվականին Պանի և նրա գործընկերների կողմից իրականացված հետազոտությունների՝ էպօքսի նոսրացնողների ավելացումը մակերևույթային լարումը նվազեցնում է մոտ 22-ից մինչև 38 տոկոս: Սա օգնում է նյութին ավելի հավասարաչափ տարածվել մակերևույթների վրա՝ ստեղծելով ավելի լավ կապ միջերեսներում: Երբ խոսքը վարդապանվում է մակերևույթային էներգիայի փոփոխությունների մասին, այն կանխում է այն դեպքերը, երբ ծածկույթը հեռանում է ենթաշերտից, ինչը հանգեցնում է ավելի մաքուր ֆիլմային ձևավորման: Ռեակտիվ տեսակների դեպքում, օրինակ՝ գլիցիդիլային էթերների, դրանք իրականում միմյանց են միանում պոլիմերային ցանցին: Դրանք մակերևույթին ավելի շատ ազատություն են տալիս շարժվելու ամրացման գործընթացների ընթացքում, ինչը հանգեցնում է ավելի հարթ ավարտի, քան այն արդյունքները, որոնք ստացվում են ոչ ռեակտիվ համապատասխանների դեպքում: Շատ արտադրողներ նախընտրում են այս մոտեցումը, քանի որ այն տալիս է համապատասխան լավ արդյունքներ ավանդական մեթոդների հետ կապված բարդությունների առանց:

Նարնջագույն կեղևի, խառնարանների և այլ մակերևույթային սխալների նվազագույնի հասցում

Ճիշտ լուծիչի օգտագործումը նվազեցնում է կիրառման սովորական թերությունները.

• Նարնջի կեղև առաջացումը նվազում է 35%-ից մինչև <5% աերոզոլային կիրառումներում
• Կուտակում կանխվում է, երբ լուծիչի մակարդակները քաշով գերազանցում են 12% -ը
• Ձկների աչքեր խանգարվում է մակերեսային լարվածության կայունացմամբ

Լուծիչի գոլորշիացման ընթացքում Նյուտոնի հոսքի բնութագծերի պահպանումը անհրաժեշտ է տարբեր կիրառման մեթոդներով թերությունների նվազման համար.

Փոխզիջումներ նոսրացման արդյունավետության և ցանկապակու կառուցվածքային ամբողջականության միջև

Չնայած բարձր լուծիչի բեռնվածությունը (18–25%) բարելավում է հոսքը, սակայն այն կարող է նվազեցնել խաչաձև կապակցվածությունը մինչև 40% ամին-ամրացված համակարգերում: Այս երևույթի դեմ պայքարելու համար բաղադրիչները օգտագործում են հետևյալ միջոցառումները՝

1. Ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ նոսրացուցիչների խառնում 3:1 հարաբերակցությամբ
2. Ընդարձակ պոտ կյանքի կառավարման համար արագացված բետոնամածության առաջացուցիչների կիրառում
3. Նանոսիլիցի ավելացում մեխանիկական հատկությունների վերականգնման համար

Իդեալական հավասարակշռությունը սովորաբար առաջանում է 15–18% նոսրացուցիչ պարունակությամբ, պահպանելով հիմնական խեժի կոշտության 90%-ից ավելին՝ միաժամանակ ապահովելով մակերեսային կոշտությունը 5 մկմ-ից ցածր:

Լավացնելիության և մակերեսային ամրացման բարելավում դժվարամատուց ստորատեղերի վրա

Էպօքսի նոսրացուցիչի դերը ստորատեղի լավացնելիության և մակերեսային ամրացման բարելագրման գործում

Միջերեսում մակերեսային լարումը իջեցնելով՝ էպօքսի նոսրացուցիչները բարելավում են լավացնելիությունը ցածր էներգիայով ստորատեղերի վրա, ինչպիսիք են պոլիէթիլենը և փոշու ծածկույթով մետաղները: Օպտիմալացված բաղադրությունները հասնում են շփման անկյունների 35°-ից ցածր, ապահովելով համասեռ ծածկույթ: Վերջերս կատարված հետազոտությունները ֆոսֆորաթթվի մեթակրիլատային մոնոմերի ինտեգրման վերաբերյալ ցույց են տվել մեխանիկական ամրացման բարելավումը բաց բետոնի և անձրևոտված պողպատի վրա, որի արդյունքում ամրացումը բարելավվել է 18–22%:

Միջերեսային հպման բարելավում ցածր էներգիայով և դժվարամիացող մակերեսների վրա

Երբ էպօքսին ավելի ցածր խտություն ունի, այն իրականում կարող է թափանցել այդ փոքրիկ ճեղքերի մեջ, որոնք 5 միկրոմետրից ցածր խորությամբ են և աշխատել մակերեսների խորդ տեղերի շուրջ։ Սա շատ կարևոր է, երբ փորձում ենք ամրացնել ֆտորպոլիմերներով մշակված նյութեր կամ արհեստական մակերեսներ, որոնք վնասվել են UV ճառագայթներից։ Սովորական էպօքսիները այս իրավիճակներում այդքան էլ լավ չեն պահվում, ցույց տալով մոտ 30-40 տոկոսով ավելի քիչ ամրություն։ Ռեակտիվ նոսրացնողների և սիլան կապակցման ագենտների խառնուրդը ավելի է ամրապնդում այս ազդեցությունը։ Այս համակցությունները ստեղծում են հզոր քիմիական կապեր նյութերի հետ, որոնք պարունակում են շատ հիդրոքսիլ խմբեր, ինչպես օրինակ ապակե մակերեսները և անոդացված ալյումինը։ Արդյունքը՝ ամրացման հատկությունների զգալի բարելավում։

Քիմիական դիմադրության և ամրացման հավասարակշռությունը վերջնական լաքաներկային շերտում

Լուծիչները իհարկե օգնում են մակերևույթի ստայնության հատկություններին, սակայն երբ մենք անցնում ենք մոտ 12% սահմանը, բարդանում են բաները: Խաչաձուլման խտությունը նվազում է, ինչը նշանակում է, որ նյութը լուծիչների նկատմամբ դիմացկունությունը թուլանում է: Մակերևույթի ճյուղի փորձագետները հասկացել են, թե ինչպես գտնել այն օպտիմալ կետը, երբ պահպանվում է սկզբնական ստայնության մոտ 95% իսկ միևնույն ժամանակ պահպանվում է թթուների և տարբեր վառելիքների նկատմամբ դիմացկունությունը: Արտադրողների մեծամասնությունը հետևում է արդյունաբերական ստանդարտներին, որտեղ որպես հիմնարար չափանիշ դիտարկվում է MEK կրկնակի շփումը: Նրանք ընդհանրապես ցանկանում են տեսնել առավելագույնը 5% անկում այն ցուցանիշի նկատմամբ, ինչ հնարավոր է ձեռք բերել անլուծիչ համակարգերի դեպքում: Այս մոտեցումը ապրանքների համար պահպանում է բավարար տևականությունը նրանց նախատեսված կիրառման համար առա, առանց մակերևույթների միջև կապի թուլացման:

Էպօքսի լուծիչների արդյունավետության սահմանափակումները և գործնական համարժեքները

Խաչաձուլման խտության, կոշտության և մեխանիկական հատկությունների վրա ազդեցությունը

Ծովանում օգտագործվող նոսուղի քանակը ունի իրական ազդեցություն վերջնական թաղանթի աշխատանքի վրա ամրանալուց հետո: Երբ մենք դիտում ենք ռեակտիվ նոսուղները, նրանք իրոք օգնում են նվազեցնել մածուցիկությունը 15-ից մինչև 35 տոկոս ըստ Parker-ի և նրա գործընկերների 2022 թվականին: Սակայն, այստեղ առկա է հակադրություն, քանի որ նույն նոսուղները կարող են իրականում նվազեցնել խաչաձև կապի խտությունը մինչև 30%: Ինչ է սա նշանակում գործնականում? Դա թողնում է թաղանթներ, որոնք մի փոքր ավելի փափուկ են երբ ստուգվում են մատիտային սանդղակով 2H-ից մինչև HB, ինչպես նաև նյութը ավելի քիչ կոշտ է դառնում ընդհանրապես: Մյուս կողմից, ոչ ռեակտիվ տարբերակները չեն խառնվի այդ կարևոր խաչաձև կապերի հետ, սակայն նրանք իրենց սեփական խնդիրներով են առկա: Սովորաբար այդպիսի նոսուղների ավելի մեծ քանակներ են պահանջվում, շուրջ 20-ից մինչև 40%, ինչը հանգեցնում է ավելի մեծ կուչանալուն և նյութը ավելի փխրուն է դառնում ամրանալուց հետո: Այդ խնդիրների պատճառով արտադրողները հաճախ ստիպված են լինում սահմանափակումներ դնել դրանց օգտագործման մեջ այն դեպքերում, երբ ամենաշատը կարևոր է նրանց աշխատանքը:

ՈՎԲ արտանետումներ և կարգավորման հետ կապված հարցեր չռեակցիոն լուծիչների կիրառման դեպքում

Բացահայտ օրգանական միացությունների արտանետումների կեսից երեք քառորդը ծածկույթներից առաջանում են ոչ ռեակցիոնունակ լուծիչներից, ինչը ընկերություններին ստիպել է խստորեն հետևել կանոններին, ինչպիսին է EPA-ի Ճարտարապետական ծածկույթների կանոնակարգումը՝ 40 CFR մաս 59-ում: Եվրոպական միության կողմից 2023 թվականին ընդունված REACH ուղեցույցների վերջերս կատարված փոփոխությունները արդյունաբերական նախնական ծածկույթներում թույլատրելի արոմատիկ լուծիչների քանակը սահմանափակեել են առավելագույնը 8% -ով: Այդ սահմանափակումների դեմ բախվելով՝ արտադրողների մեծ մասն այլընտրանքային բուսական տարբերակների է դիմում: Այդ այլընտրանքների շարքում առանձնանում են փոփոխված ներքեւի յուղի ածանցյալները, որոնք իրենց նախորդների համեմատ նվազեցնում են VOC մակարդակները մոտ քառասուն տոկոսով: Սակայն այս էկոլոգիապես մաքուր լուծումների հետ միասին գոյություն ունի նաև մի փոքր առևտրային հարց, քանի որ դրանք ամբողջությամբ բերքատվելու համար սովորաբար տասներկուից տասնհինգ տոկոսով ավելի երկար ժամանակ են պահանջում, ինչը ամբողջ արտադրության ժամանակացույցերի վրա է ազդում:

Ձևավորման նախագծման մեջ արդյունավետության հակադրությունները նվազեցնելու ռազմավարություններ

Արդյունավետությունը պահպանելու և սահմանափակումները հաղթահարելու համար ձևավորողներն օգտագործում են երեք հիմնարար մոտեցում.

1. Ռեակտիվ նոսրացնող խառնուրդ : Միաֆունկցիոնալի (10-12%) և եռաֆունկցիոնալ նոսրացնողների (5-7%) համատեղումը նվազեցնում է մածությունը՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով խաչաձև կապերի կորուստը
2. Հիբրիդ կատալիզատորային համակարգեր : Ցինկի օկտոատ արագացնողները հակազդում են հիդրօքսիլ հարուստ նոսրացնողների բուժման արգելակմանը
3. Նանոավելանյութերի ինտեգրում : 0.5-1.0% նանոսիլիցի ավելացումը վերականգնում է բարձր նոսրացնող համակարգերում կորցրած կարծրության 85-90%-ը

Այս մոտեցումները հնարավորություն են տալիս մածությունը նվազեցնել մինչև 18%-ով՝ պահելով ձգման դիմադրության կորուստը չնչին չափով՝ համեմատած չնոսրացված համեմատական ցուցանիշների հետ, աջակցելով բարձր արդյունավետության և համապատասխան բաղադրամասերին:

FAQ բաժին

Ի՞նչ են էպօքսի նոսրացնողները:

Էպօքսի նոսրացնողները ավելացվող նյութեր են, որոնք նվազեցնում են էպօքսի խեժերի մածությունը՝ դրանք ավելի հեշտ դարձնելու առանց խառնվելու նրանց բուժման գործընթացին:

Ինչպե՞ս են էպօքսի նոսրացուցիչները ազդում ծածկույթի մածուցիկության վրա

Էպօքսի նոսրացուցիչները նվազեցնում են ծածկույթի մածուցիկությունը՝ քայքայելով պոլիմերային շղթաների մոլեկուլների միջև առկա ուժերը, թույլատվելով նյութի ավելի լավ կիրառում և տարածում։

Ո՞րն է տարբերությունը ռեակտիվ և ոչ ռեակտիվ նոսրացուցիչների միջև

Ռեակտիվ նոսրացուցիչները մասնակցում են ամրացման գործընթացին և դառնում պոլիմերային կառուցվածքի մաս, պահպանելով ավելի բարձր կարծրություն և քիմիական դիմադրություն։ Ոչ ռեակտիվ նոսրացուցիչները ժամանակավորապես նվազեցնում են մածուցիկությունը՝ առանց դառնալու քիմիական կառուցվածքի մաս։

Ինչպե՞ս են էպօքսի նոսրացուցիչները օգտագործվում ենթաշերտի կպչուն հատկությունները բարելավելու համար

Էպօքսի նոսրացուցիչները բարելավում են ենթաշերտի կպչուն հատկությունները՝ նվազեցնելով մակերևութային լարվածությունը, թույլատվելով ավելի լավ խորացված մակերեսների վրա թրջում և նպաստելով միջերեսային հպումը։