Эпоксиддик сейреткичтер: жогорку вязкостуу эпоксиддерди колдонууда жеңилдик чечими

Жогорку вязкостдуу смолаларды иштетүү үчүн неге эпоксиддик сейреткичтер зарыл?

Жогорку вязкостуу эпоксиддик смолалар менен иштөө өндүрүшчүлөр үчүн чыныгы кыйындык тудурат. Кеңири таралган көйгөйлөргө толтуруучуларды жаман иштетүү, калыңдыгы бирдей эмес жабык катмарлар жана бөлүктөрдү калыпка салганда көп аба көпөрөсүнүн пайда болушу кирет. Багыштыкка карабастан, эпоксиддик сейреткичтер бул көйгөйлөрдүн көбүнөн кутулуга жардам берет, анткени алар смоланын калыңдыгын белгилүү даражада төмөндөтөт, кээде ал 90% га чейин вязкостун төмөндөшүнө алып келет. Бул аралаштырууну жеңилдетет, талшыктарды толук насыщат (талаа толтурат), ошондой эле комплекстүү калыптардын дизайнында материалды бирдей таралтып колдонууга мүмкүндүк берет. Айрым реактивдүү сейреткичтер вязкостун он эсе жогору төмөндөшүнө алып келет, бирок шыны өтүш температурасын 90 градус Цельсийден төмөн түшүрбөйт, ошондуктан материал жылуулукка каршы иштегенде дагы жакшы натыйжа берет. Жакшы сейреткичти тандоо тек агымдылык касиеттерин жакшыртпай гана, бирок кургатуу процесстерин тездетет жана жардыкка туруктуулук сыяктуу механикалык касиеттерди да жакшыртат. Өндүрүштүн ылдамдыгы структуралык күчтүүлүккө барабар мааниге ээ болгон талаптарда туура сейреткичти табуу абсолюттук зарыл.

Реактивдүү жана реактивдүү эмес эпоксиддик сейреткичтер: агыштык, кургатуу химиясы жана аяккы колдонуу башкалуулугун тең салыштыруу

Реактивдүү жана реактивдүү эмес эпоксиддик сейреткичтердин негизги айырмачылыгын түшүнүү формула ичиндеги ишти ийгиликтүү аткарууга таасир этет. Бул тандоо туруктуулукту (вязкосту) туташтыруу, кургатуу мамилесин жана композиттерде, клейлерде жана коргогуч каптамаларда узак мөөнөттүү өнүмдүн башкалуулугун туруктуу таасир этип турат.

Реактивдүү эпоксиддик сейреткичтер торго кандай кирет жана чапталган тыгыздыкка (crosslink density) кандай таасир этишет

Реактивдүү сейреткичтердин көбүнчө эпоксид же гидроксил функционалдык топтору бар, алар иштетүүдө ошол чыбыртма реакцияларга тартылат. Бул молекулалар полимердик тордо коваленттик байланыштарды түзгөндө, алар баштапкы вязкостуну 40 пайыздан 60 пайызга чейин төмөндөтө алат, бул өндүрүштө иштөөгө жөнөкөйлүк түзөт. Алар соңку каттылыкты 80 Shore D деңгээлинен жогору сактоого да жардам берет, бирок химиялык тоскоолдук касиеттерин сактайт. Ошондой эле, чыбыртма тыгыздыгы молекуланын ар биринде канча реактивдүү сайт бар экендигине ылайык өсөт. Бирок, бутил глицидил эфир (BGE) сыяктуу жалгыз функционалдуу глицидил эфирлер тегиз смола мономерлеринин ордуна колдонулганда шыны өтүш температурасын (Tg) 10–15 градус Цельсийге чейин төмөндөтөт. Шунуң үчүн, талапкерликке турган шарттарда иштегенде Tg маанилерин жогору сактоо үчүн туура дозалоо нааразылыкка учурандык мааниге ээ.

Реакцияга кирбеген эпоксиддик сейреткичтер: Учуп кетүү, миграциялык рисктер жана узак мөөнөттүү касиеттердин чачырануусу

Ароматтык жана алкилдык эфирлер химиялык байланыстар аркылуу материалдарга терең интеграцияланбаган учурдагы пластификаторлор катары иштейт. Бирок бул ыкма менен бир нече проблемалар бар. Кургатуу процесстеринде учуп кетүүнүн жоготулушу жалпы массанын 15% чамасын түзүшү мүмкүн. Миграциялык проблемалардын натыйжасында күчтүүлүк бир жыл ичинде кеминде 20% төмөндөйт. Ошондой эле термалдык туруктуулук жана жабышуу касиеттери узак мөөнөттүү иштөөнүн натыйжасында постепенно төмөндөйт. Бул себептен, көпчүлүк өндүрүшчүлөр реагент болгондо гана колдонулган клейлерге же кыска мөөнөттүү иштөөгө арналган боштуктарды толтуруучуларга гана реакцияга кирбеген сейреткичтерди колдонот. Алар узак мөөнөттүү иштөөгө талап койгон конструкциялык компоненттер үчүн жарамдуу эмес.

Тиешелүү эпоксиддик сейреткичти тандоо: Химиялык составды колдонуу талаптарына ылайыкташтыруу

Глицидил эфирлери (BGE, PGE) — жогорку реакцияга кирүүчүлүк жана төмөн вязкостуу конструкциялык формулалар үчүн

Бутил глицидил эфир (BGE) жана фенил глицидил эфир (PGE) сыяктуу глицидил эфирлери — кургаганда эпоксиддик тармакка кирген монотүрдүү реакцияга учурандылар катары иштейт. Бул бирикмелер чыныгында чаптама процессине катышат, андыктан алар вискоздукту 70% ден ашыкча төмөндөтүшү менен термалдык туруктуулугуна таасир этпейт. Алардын химиялык интеграциясы VOC чыгарылышын да төмөндөтүшү менен талаш-тартышыз, бул аэрокосмостук жана автотранспорттук композиттерде талаш-тартышыз негизги мааниге ээ болгон талаш-тартышыз: күчтүүлүк салмагына туура келүүсү керек. Бирок бир нюанс бар: BGE гласстагы өтүш температурасын (Tg) төмөндөтүшү мүмкүн, ошондуктан жогорку температурада иштеген формула үчүн BGE колдонулушу чектелүү керек же башка, функциялдуулугу жогорураак дилуэнттар менен бириктирилүү керек.

Төмөн VOC жана жогорку туруктуулук үчүн глицидил эфирлерге караганда башка варианттар (алифаттык эстер, полиэфир модификаторлору)

Ультра-төмөн VOC талаптарын чечүү жана өзгөрбөс өлчөмдүүлүктү сактоо, айрыкча электроникалык буюмдарды каптаганда же коммерциялык эстетикалык эпоксиддик полимерлерди жайгаштырганда, глицидилдик бирикмелерден башка да варианттар бар. Алкилдык эстер жана өзгөртүлгөн полиэфир модификаторлору бул тармакта айрыкча көзгө түшөт, анткени алар чыныгында оңойлоштурулган полимер тизмектерин бүтүндөй бузуп, вязкостун мааниси күчтүү түрдө төмөндөйт – кэде 85% чейин. Ошондой эле, бул материалдар амин негиздүү катууруу процесстерине таасир этпейт, бул көптөгөн өндүрүүчүлөр үчүн чоң артыкчылык. Бирок, бул кошулмалардын бир кемчилиги бар: алар негизги эпоксиддик смола структурасы менен күчтүү химиялык байланыштарды түзбөгөнү үчүн узак мөөнөттө миграциялана баштайт, айрыкча нымдуулукка дуушар болгондо. Лабораториялык сыноолордун натыйжаларына караганда, узак мөөнөттөн кийин бул миграция компрессиялык прочностьдун 15–20% чейин төмөндөшүнө алып келет. Багытталган полиэфирлердин жаңы нускалары бул маселени «химиялык жөнгөртүүлөр» аркылуу чечип баштады. Алар эпоксиддик матрицага бекитилген атайын анкердик нукталарды камтыйт, бул VOC чыгарылышын литрде 50 граммдан төмөн сактап, LEED стандарттары жана Declare этикеткалары кабыл алынган «жашыл» сертификаттарга ылайык келүүнү камсыз кылат.

Эпоксиддик чыбыттарды жалпы касиеттерин төмөндөтпөй, эпоксиддик сейрелтиштирүүчүлөрдү колдонууга байланыштуу практикалык нускамалар

Эпоксиддик формулаханы оптималдаштыруу үчүн механикалык же термалык өнөрлүүлүктү төмөндөтпөй, стратегиялык вязкостун төмөндөтүлүшү талап кылынат. Далилдөөгө негизделген иң жакшы практикаларга төмөндөгүлөр кирет:

• Реактивдүү чейкинди аралаштыруу : Монофункционалдык (10–12%) жана трифункционалдык сейрелтиштирүүчүлөрдү (5–7%) биригүүсү аркылуу вязкостун ~18% төмөндөтүлүшүн ишке ашырып, баштапкы чыбыт тармагынын тыгыздыгынын жоготулушун минималдаштырыңыз. Бутандиол диглицидил эфиринин сыяктуу трифункционалдык варианттар чыбыт тармагынын катуулугун сактап, узак мөөнөттүү касиеттердин туруктуулугун камсыз кылат.
• Гибрид катализатордун интеграциясы : Гидроксилге бай сейрелтиштирүүчүлөрдүн чыбыттын катууланууну баштапкы этапта токтотуу таасирине каршы чара катары цинк октоат сыяктуу катализаторлорду колдонуңуз — цикл узактыгын узартпай, толук полимеризацияны камсыз кылыңыз.
• Нано-кошулмалар менен компенсация : Жогорку концентрациялуу сейрелтиштирүүчүлөрдүн системаларында катуулуктун 85–90% териштирип, пластиктештирүү таасирин компенсациялоо үчүн 0,5–1,0% нанокремнийди кошуңуз; бул абразивдик чыдамдуулукту да жогорулатат.

Бул ыкмаларды бирге колдонгондо, тартылуу күчүнүн азаяшы чейрекке (25%) чейин төмөндөйт — бул натыйжа таза (баштапкы) эталондун негизинде бааланат. Структуралык колдонулуштар үчүн көп функциялуу реактивдүү суйултуучуларды басымдуулукка алып, ASTM D3418-га ылайык кыскарган жашыруун сыноолор аркылуу алардын иштешин текшерүү зарыл — айрыкча реактивдүү эмес варианттарды колдонгондо, миграцияга байланыштуу күчтүн азаяшы беш жыл ичинде 20% чейин болушу мүмкүн.

ККБ

Эпоксиддүү суйултуучулар кандай максатта колдонулат?

Эпоксиддүү суйултуучулар — вязкостуу жогорку эпоксиддүү смолалардын вязкостун төмөндөтүү үчүн колдонулат, андыктан аларды аралаштыруу, колдонуу жана катуулашуу оңойлошот. Алар агыш касиеттерин жакшыртат, катуулашуу процесстерин тездетет жана механикалык касиеттерди жакшыртат.

Реактивдүү жана реактивдүү эмес эпоксиддүү суйултуучулардын ортосундагы айырмачылык кандай?

Реактивдүү эпоксиддүү суйултуучулар полимердик тармакка интеграцияланат, кросс-лангычтун тыгыздыгын өзгөртөт жана катуулукту сактайт, ал эми реактивдүү эмес суйултуучулар убактытка пластикташтырғычтардын ролун аткарат, андыктан алардын учуу жана миграцияга дуушар болуу кылчылыгы пайда болушу мүмкүн.

Эпоксиддүү суйултуучуларды колдонуунун кемчиликтери барбы?

Негизги кемчиликтерге реакцияга кирбеген суюктандыргычтар менен потенциалдуу талаа жоготулушу жана бутил глицидил эфирине подобдуу белгилүү реакцияга кирбegen суюктандыргычтар менен шыны айлануу температурасынын төмөндөшү кирет. Бул таасирлерди жоюу үчүн туура тандау жана дозалоо маанилүү.

Менин колдонум үчүн туура эпоксиддик суюктандыргычты кантип тандаам?

Химиялык составын, максаттуу вязкостуну, термалдык туруктуулугун жана аяккы колдонуу талаптарын эсепке алыңыз. Төмөн ВОС (уулуттуу органикалык буулар) жана жогорку туруктуулук талаптары үчүн глицидил эфирлерден башка алифаттык эстер жана полиэфир модификаторлору сонун болуп саналат, ал эми глицидил эфирлер белгилүү структуралык колдонулуштар үчүн жогорку реакциялык активдүүлүктү камсыз кылат.