Polyesterové pryskyřice: výroba a manipulace

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

V posledních letech se polyesterové pryskyřice staly velmi populární. Především jsou žádané jako hlavní komponenty při výrobě sklolaminátových, pevných a lehkých konstrukčních materiálů.

Výroba pryskyřice: první krok

Jak začíná výroba polyesterové pryskyřice? Tento proces začíná destilací ropy – při ní se uvolňují různé látky: benzen, etylen a propylen. Jsou nezbytné pro výrobu antihydridů, vícesytných kyselin, glykolů. Po společném uvaření všechny tyto složky vytvoří tzv. základní pryskyřici, která se v určité fázi musí zředit styrenem. Poslední látkou může být například 50 % hotového výrobku. V rámci této fáze je povolen také prodej hotové pryskyřice, ale výrobní fáze ještě není dokončena: neměli bychom zapomínat na nasycení různými přísadami. Právě díky těmto složkám získává hotová pryskyřice své jedinečné vlastnosti.

Složení směsi může výrobce změnit - hodně záleží na tom, kde přesně bude polyesterová pryskyřice použita. Odborníci vybírají nejoptimálnější kombinace, což je výsledekpráce budou látky se zcela odlišnými vlastnostmi.

Výroba pryskyřice: druhá fáze

Je důležité, aby hotová směs byla pevná – obvykle se čeká, až polymerační proces skončí. Pokud je přerušen a materiál je v prodeji, je pouze částečně polymerován. Pokud se s tím nic neudělá, polymerace bude pokračovat, hmota definitivně ztvrdne. Z těchto důvodů je trvanlivost pryskyřice velmi omezená: čím starší materiál, tím horší jsou jeho konečné vlastnosti. Polymeraci lze i zpomalit - k tomu slouží ledničky, tam k vytvrzení nedochází.

Aby byla dokončena výrobní fáze a získal se hotový produkt, musí se do pryskyřice přidat také dvě důležité látky: katalyzátor a aktivátor. Každý z nich plní svou vlastní funkci: ve směsi začíná tvorba tepla, což přispívá k procesu polymerace. To znamená, že není potřeba zdroj tepla zvenčí – vše se děje bez něj.

Průběh polymeračního procesu je regulován - jsou řízeny poměry složek. Protože kontaktem mezi katalyzátorem a aktivátorem může vzniknout výbušná směs, ten se obvykle přidává do pryskyřice výhradně jako součást výroby, katalyzátor se přidává před použitím, obvykle se dodává samostatně. Teprve když je proces polymerace dokončen, látka ztuhne, můžeme dojít k závěru, že výroba polyesterových pryskyřic je dokončena.

Originální pryskyřice

Co je tomateriál v původním stavu? Je to medovitá viskózní kapalina, která může mít barvu od tmavě hnědé po světle žlutou. Po přidání určitého množství tvrdidel polyesterová pryskyřice nejprve mírně zhoustne a poté získá želatinový stav. O něco později konzistence připomíná gumu, poté hmota ztuhne (stane se nerozpustná, nerozpustná).

Tento proces se nazývá vytvrzování, protože při normální teplotě trvá několik hodin. Když je pryskyřice v pevném stavu, připomíná tvrdý, odolný materiál, který lze snadno barvit v široké škále barev. Zpravidla se používá v kombinaci se skleněnými tkaninami (polyesterové sklolaminát), plní funkci konstrukčního prvku pro výrobu různých výrobků - jako je polyesterová pryskyřice. Pokyny při práci s takovými směsmi jsou velmi důležité. Je nutné dodržovat každý jeho bod.

Klíčové funkce

Polyesterové pryskyřice ve vytvrzeném stavu jsou vynikající konstrukční materiály. Vyznačují se tvrdostí, vysokou pevností, výbornými dielektrickými vlastnostmi, odolností proti opotřebení, chemickou odolností. Nezapomeňte, že v procesu provozu jsou výrobky vyrobené z polyesterové pryskyřice bezpečné z hlediska životního prostředí. Určité mechanické vlastnosti směsí, které se používají ve spojení se skleněnými tkaninami, svým výkonem připomínají parametry konstrukční oceli (v některých případech je dokonce převyšují). Technologie výroby je levná, jednoduchá, bezpečná, protože látka vytvrzuje při normální pokojové teplotě.teplota, dokonce ani použití tlaku není nutné. Nedochází k emisím těkavých nebo jiných vedlejších produktů, je pozorováno pouze mírné smrštění. K výrobě produktu tedy nejsou potřeba drahé objemné instalace a není potřeba tepelná energie, díky čemuž podniky rychle zvládají velkokapacitní i malokapacitní výrobu. Nezapomeňte na nízkou cenu polyesterových pryskyřic – toto číslo je dvakrát nižší než u epoxidových protějšků.

Růst produkce

Nelze pominout fakt, že v současnosti každým rokem nabírá na obrátkách výroba nenasycené polyesterové pryskyřice - to platí nejen pro naši zemi, ale i pro obecné zahraniční trendy. Pokud věříte názoru odborníků, tato situace bude jistě v dohledné době pokračovat.

Nevýhody pryskyřic

Polyesterové pryskyřice mají samozřejmě také některé nevýhody, jako každý jiný materiál. Při výrobě se jako rozpouštědlo používá například styren. Je hořlavý a vysoce toxický. V tuto chvíli již vznikly takové značky, které styren ve svém složení nemají. Další zjevná nevýhoda: hořlavost. Neupravené, nenasycené polyesterové pryskyřice hoří stejně jako tvrdé dřevo. Tento problém je vyřešen: do složení látky se zavádějí prášková plniva (nízkomolekulární organické sloučeniny obsahující fluor a chlor, oxid antimonitý), někdy se používá chemická modifikace - tetrachloroftalová,kyselina chlorendová, některé multimery: vinylchloracetát, chlorstyren, další sloučeniny, které obsahují chlor.

Složení pryskyřice

Pokud vezmeme v úvahu složení nenasycených polyesterových pryskyřic, můžeme si všimnout vícesložkové směsi chemických prvků různé povahy - každý z nich plní určité úkoly. Hlavními složkami jsou polyesterové pryskyřice, plní různé funkce. Například polyester je hlavní složkou. Je produktem polykondenzační reakce polyolů, které reagují s anhydridy nebo vícesytnými kyselinami.

Pokud mluvíme o vícemocných alkoholech, pak jsou zde poptávány diethylenglykol, ethylenglykol, glycerin, propylenglykol, dipropylenglykol. Jako anhydridy se používají kyseliny adipové, fumarové, ftalové a maleinové anhydridy. Odlévání polyesterové pryskyřice by bylo stěží možné, pokud by polyester měl nízkou molekulovou hmotnost (asi 2000), když je připraven ke zpracování. V procesu lisování produktů se mění na polymer s trojrozměrnou síťovou strukturou, vysokou molekulovou hmotností (po zavedení iniciátorů vytvrzení). Právě tato struktura zajišťuje chemickou odolnost, vysokou pevnost materiálu.

Rozpouštědlový monomer

Další povinnou složkou je rozpouštědlový monomer. V tomto případě plní rozpouštědlo dvojí funkci. V prvním případě je to nutné, aby se snížila viskozita pryskyřice na úroveň, která je nutná pro zpracování (protože samotný polyesterpříliš tlusté).

Na druhou stranu se monomer aktivně účastní procesu kopolymerace s polyesterem, díky čemuž je zajištěna optimální rychlost polymerace a vysoká hloubka vytvrzení materiálu (pokud jsou polyestery uvažovány samostatně, je jejich vytvrzení docela pomalé). Hydroperoxid je právě tou složkou, která je nutná ke ztuhnutí z kapalného stavu – jedině tak polyesterová pryskyřice získá všechny své kvality. Při práci s nenasycenými polyesterovými pryskyřicemi je také povinné použití katalyzátoru.

Accelerator

Tato přísada může být přidána do polyesterů jak během výroby, tak při zpracování (před přidáním iniciátoru). Soli kob altu (oktoát kob altu, naftenát) lze nazvat nejoptimálnějšími urychlovači vytvrzování polymerů. Polymeraci je nutné nejen urychlit, ale i aktivovat, i když v některých případech je zpomalena. Tajemství spočívá v tom, že pokud se nepoužijí urychlovače a iniciátory, v hotové látce se nezávisle vytvoří volné radikály, díky nimž dojde k polymeraci předčasně - přímo během skladování. Aby se tomuto jevu zabránilo, je nezbytný zpomalovač vytvrzování (inhibitor).

Princip inhibitoru

Mechanismus účinku této složky je následující: interaguje s volnými radikály, které periodicky vznikají, což vede k tvorbě nízkoaktivních radikálů nebo sloučenin, které nemají vůbec radikální povahu. Funkci inhibitorů obvykle plní takovílátky: chinony, trikresol, fenon, některé z organických kyselin. Polyestery jsou formulovány s malým množstvím inhibitorů během výroby.

Další doplňky

Výše popsané komponenty jsou hlavní, díky nim je možné pracovat s polyesterovou pryskyřicí jako pojivem. Jak však ukazuje praxe, v procesu vytváření produktů se do polyesterů zavádí dostatečně velké množství přísad, které zase plní různé funkce a modifikují vlastnosti původní látky. Mezi těmito složkami lze zaznamenat prášková plniva - jsou zavedena speciálně pro snížení smrštění, snížení nákladů na materiál a zvýšení požární odolnosti. Je třeba také poznamenat, skleněné tkaniny (výztužné plniva), jejichž použití je způsobeno zvýšením mechanických vlastností. Existují další přísady: stabilizátory, změkčovadla, barviva atd.

Skleněné podložky

Sklolaminát se může lišit jak v tloušťce, tak ve struktuře. Skleněné rohože jsou sklolaminát, který se naseká na malé kousky, jejich délka se pohybuje mezi 12-50 mm. Prvky se k sobě lepí pomocí dalšího dočasného pojiva, kterým je obvykle prášek nebo emulze. Epoxidová polyesterová pryskyřice se používá k výrobě skleněných rohoží, které se skládají z vláken uspořádaných náhodně, zatímco sklolaminát svým vzhledem připomíná obyčejnou tkaninu. Pro dosažení nejvyšší možné pevnosti by měly být použity různé třídy sklolaminátu.

Obecně mají skleněné rohože méněpevnost, ale mnohem snadněji se zpracovávají. Ve srovnání se skelným vláknem tento materiál lépe opakuje tvar matrice. Vzhledem k tomu, že vlákna jsou poměrně krátká, mají chaotickou orientaci, může se karimatka jen stěží pochlubit velkou pevností. Dá se však velmi snadno napustit pryskyřicí, protože je měkká, sypká a hustá, trochu připomíná houbu. Materiál je opravdu měkký a tvarovatelný. Například laminát, který je vyroben z takových rohoží, má vynikající mechanické vlastnosti, má vysokou odolnost proti atmosférickým podmínkám (i po dlouhou dobu).

Kde se používají skleněné rohože

Rohož se používá v oblasti kontaktního lisování, aby bylo možné vyrábět zboží složitých tvarů. Výrobky vyrobené z tohoto materiálu se používají v různých oblastech:

• v loďařském průmyslu (stavba kánoí, člunů, jachet, kutrů ryb, různých vnitřních konstrukcí atd.);
• Skleněná rohož a polyesterová pryskyřice se používají v automobilovém průmyslu (různé části strojů, válce, dodávky, difuzory, nádrže, informační panely, kryty atd.);
• ve stavebnictví (některé dřevěné výrobky, stavby autobusových přístřešků, příčky atd.).

Skleněné rohože mají různou hustotu i tloušťku. Materiál je vydělen hmotností jednoho metru čtverečního, která se měří v gramech. Je tam docela tenký materiál, skorovzdušný (skleněný závoj), existuje také tlustý, téměř jako přikrývka (používá se k tomu, aby produkt získal požadovanou tloušťku, získal požadovanou pevnost).