Poliészter gyanták: gyártás és kezelés

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az elmúlt években a poliésztergyanták nagyon népszerűvé váltak. Mindenekelőtt az üvegszálas, erős és könnyű szerkezeti anyagok gyártása során vezető alkatrészként keresettek.

Gyantakészítés: első lépés

Hogyan kezdődik a poliésztergyanta gyártás? Ez a folyamat az olaj lepárlásával kezdődik - ennek során különféle anyagok szabadulnak fel: benzol, etilén és propilén. Antihidridek, többbázisú savak, glikolok előállításához szükségesek. Közös főzés után ezek az összetevők létrehozzák az úgynevezett alapgyantát, amelyet egy bizonyos szakaszban sztirollal kell hígítani. Az utolsó anyag például a késztermék 50%-a lehet. Ennek a szakasznak a részeként megengedett a kész gyanta értékesítése is, de a gyártási szakasz még nem fejeződött be: nem szabad megfeledkezni a különféle adalékokkal való telítésről. Ezeknek az összetevőknek köszönhető, hogy a kész gyanta elnyeri egyedi tulajdonságait.

A keverék összetételét a gyártó módosíthatja – sok függ attól, hogy pontosan hol használják a poliésztergyantát. A szakértők kiválasztják a legoptimálisabb kombinációkat, ennek eredményeteljesen más tulajdonságokkal rendelkező anyagok lesznek a munkában.

Gyantagyártás: második szakasz

Fontos, hogy a kész keverék szilárd legyen – általában megvárják, amíg a polimerizációs folyamat véget ér. Ha megszakad, és az anyag eladó, akkor csak részben polimerizálódik. Ha nem tesznek vele semmit, akkor a polimerizáció folytatódik, az anyag biztosan megkeményedik. Ezen okok miatt a gyanta eltarthatósága nagyon korlátozott: minél régebbi az anyag, annál rosszabbak a végső tulajdonságai. A polimerizációt is le lehet lassítani - erre hűtőket használnak, ott nem történik keményedés.

A gyártási szakasz befejezéséhez és a késztermék megszerzéséhez két fontos anyagot is kell a gyantához adni: egy katalizátort és egy aktivátort. Mindegyik ellátja a saját funkcióját: a keverékben hőfejlődés kezdődik, ami hozzájárul a polimerizációs folyamathoz. Vagyis nincs szükség kívülről hőforrásra – minden megtörténik anélkül.

A polimerizációs folyamat menete szabályozott – az összetevők aránya szabályozott. Mivel a katalizátor és az aktivátor érintkezése robbanásveszélyes keveréket eredményezhet, ez utóbbit általában kizárólag a gyártás részeként adják a gyantához, a katalizátort használat előtt adják hozzá, általában külön szállítják. Csak amikor a polimerizációs folyamat befejeződött, az anyag megkeményedik, akkor következtethetünk arra, hogy a poliésztergyanták gyártása befejeződött.

Eredeti gyanták

Mi ez?anyag eredeti állapotában? Mézszerű, viszkózus folyadék, amelynek színe a sötétbarnától a világossárgáig terjedhet. Ha bizonyos mennyiségű keményítőt adunk hozzá, a poliészter gyanta először kissé besűrűsödik, majd kocsonyás állapotba kerül. Kicsit később az állaga gumira emlékeztet, majd az anyag megkeményedik (olvadhatatlanná, oldhatatlanná válik).

Ezt a folyamatot kikeményedésnek nevezik, mivel normál hőmérsékleten több órát vesz igénybe. Ha a gyanta szilárd halmazállapotú, kemény, strapabíró anyagra hasonlít, amely könnyen festhető sokféle színben. Általában üvegszövetekkel (poliészter üvegszál) kombinálva használják, szerkezeti elemként szolgál különféle termékek gyártásához - ilyen a poliésztergyanta. Az ilyen keverékekkel végzett munka során az utasítások nagyon fontosak. Minden pontját be kell tartani.

Főbb jellemzők

A kikeményedett poliésztergyanták kiváló szerkezeti anyagok. Keménység, nagy szilárdság, kiváló dielektromos tulajdonságok, kopásállóság, vegyszerállóság jellemzi őket. Ne felejtse el, hogy a működés során a poliészter gyantából készült termékek környezetvédelmi szempontból biztonságosak. Az üvegszövetekkel együtt használt keverékek bizonyos mechanikai tulajdonságai teljesítményüket tekintve a szerkezeti acél paramétereihez hasonlítanak (esetenként meg is haladják azokat). A gyártási technológia olcsó, egyszerű, biztonságos, mivel az anyag normál szobahőmérsékleten térhálósodik.hőmérséklet, még nyomás alkalmazása sem szükséges. Nincs illékony vagy egyéb melléktermék kibocsátás, csak enyhe zsugorodás figyelhető meg. Így egy termék előállításához nincs szükség drága, terjedelmes berendezésekre, és nincs szükség hőenergiára sem, aminek köszönhetően a vállalkozások gyorsan elsajátítják a nagy és kis kapacitású termelést egyaránt. Ne feledkezzünk meg a poliészter gyanták alacsony költségéről – ez a szám kétszer alacsonyabb, mint az epoxigyantáké.

A termelés növekedése

Lehetetlen figyelmen kívül hagyni azt a tényt, hogy jelenleg a telítetlen poliésztergyanta gyártása évről évre fellendül - ez nemcsak hazánkra vonatkozik, hanem az általános külföldi trendekre is. Ha hisz a szakértők véleményének, ez a helyzet a belátható jövőben is biztosan folytatódni fog.

A gyanták hátrányai

Természetesen a poliészter gyantának is vannak hátrányai, mint minden más anyagnak. Például sztirolt használnak oldószerként a gyártás során. Gyúlékony és erősen mérgező. Jelenleg már létrehoztak olyan márkákat, amelyek összetételükben nem tartalmaznak sztirolt. Egy másik nyilvánvaló hátrány: gyúlékonyság. A módosítatlan, telítetlen poliészter gyanták ugyanúgy égnek, mint a keményfa. Ez a probléma megoldódik: por töltőanyagokat vezetnek be az anyag összetételébe (fluort és klórt tartalmazó kis molekulatömegű szerves vegyületek, antimon-trioxid), néha kémiai módosítást alkalmaznak - tetrakloroftál,chlorendic sav, néhány multimer: vinil-klór-acetát, klórsztirol, egyéb klórt tartalmazó vegyületek.

Gyanta összetétel

Ha figyelembe vesszük a telítetlen poliészter gyanták összetételét, akkor itt különböző természetű kémiai elemek többkomponensű keveréke figyelhető meg – mindegyik bizonyos feladatokat lát el. A fő összetevők poliészter gyanták, különböző funkciókat látnak el. Például a poliészter a fő komponens. Anhidridekkel vagy többbázisú savakkal reagáló poliolok polikondenzációs reakciójának terméke.

Ha többértékű alkoholokról beszélünk, akkor itt a dietilénglikol, etilénglikol, glicerin, propilénglikol, dipropilénglikol keresett. Anhidridként adipin-, fumársavat, ftálsavat és maleinsavat használnak. A poliésztergyanta öntése aligha lenne lehetséges, ha a poliészter alacsony molekulatömegű (kb. 2000) lenne feldolgozásra kész állapotban. A termékek formázása során háromdimenziós hálózati szerkezetű, nagy molekulatömegű polimerré alakul (a kikeményedési iniciátorok bevezetése után). Ez a szerkezet biztosítja a vegyszerállóságot, az anyag nagy szilárdságát.

Oldószer-monomer

Egy másik kötelező komponens az oldószer monomer. Ebben az esetben az oldószer kettős funkciót lát el. Az első esetben arra van szükség, hogy a gyanta viszkozitását a feldolgozáshoz szükséges szintre csökkentsék (mivel maga a poliésztertúl vastag).

Másrészt a monomer aktívan részt vesz a poliészterrel történő kopolimerizációs folyamatban, aminek köszönhetően optimális polimerizációs sebesség és nagy mélységű anyagkeményedés biztosított (ha a poliésztereket külön vesszük figyelembe, kikeményedésük elég lassú). A hidroperoxid éppen az a komponens, amelyre szükség van a folyékony halmazállapotból történő megszilárduláshoz – a poliésztergyanta csak így nyeri el minden tulajdonságát. A katalizátor használata akkor is kötelező, ha telítetlen poliészter gyantákkal dolgozik.

Gyorsító

Ez az összetevő a gyártás során és a feldolgozás során is hozzáadható a poliészterekhez (az iniciátor hozzáadása előtt). A kob altsók (kob alt-oktoát, naftenát) a polimer térhálósításának legoptimálisabb gyorsítóinak nevezhetők. A polimerizációt nemcsak fel kell gyorsítani, hanem aktiválni is, bár bizonyos esetekben lelassul. A titok az, hogy ha nem használnak gyorsítókat és iniciátorokat, a kész anyagban önállóan szabad gyökök keletkeznek, amelyek miatt a polimerizáció idő előtt - közvetlenül a tárolás során - megtörténik. Ennek a jelenségnek a megelőzése érdekében elengedhetetlen a kikeményedést lassító (inhibitor) alkalmazása.

Inhibitor elve

Ennek a komponensnek a hatásmechanizmusa a következő: kölcsönhatásba lép az időszakosan fellépő szabad gyökökkel, ami alacsony aktivitású gyökök vagy egyáltalán nem gyökös vegyületek képződését eredményezi. Az inhibitorok funkcióját általában olyanok látják elanyagok: kinonok, trikrezol, fenon, a szerves savak egy része. A poliésztereket kis mennyiségű inhibitorral állítják elő a gyártás során.

Egyéb kiegészítők

A fent leírt komponensek a főbbek, ezeknek köszönhető, hogy kötőanyagként poliészter gyantával is lehet dolgozni. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy a termékek előállítása során kellően nagy mennyiségű adalékanyagot visznek be a poliészterekbe, amelyek viszont különféle funkciókat látnak el, és módosítják az eredeti anyag tulajdonságait. Ezen komponensek között meg kell jegyezni a por töltőanyagokat - kifejezetten a zsugorodás csökkentésére, az anyag költségének csökkentésére és a tűzállóság növelésére vezetik be. Meg kell jegyezni az üvegszöveteket is (erősítő töltőanyagok), amelyek használata a mechanikai tulajdonságok növekedésének köszönhető. Vannak más adalékanyagok is: stabilizátorok, lágyítók, színezékek stb.

Üvegmatracok

Az üvegszál vastagságban és szerkezetben is eltérő lehet. Az üvegszőnyegek apró darabokra vágott üvegszálak, hosszuk 12-50 mm között változik. Az elemeket egy másik ideiglenes kötőanyaggal ragasztják össze, amely általában por vagy emulzió. Epoxi poliészter gyantát használnak üvegszőnyegek gyártásához, amelyek véletlenszerűen elrendezett szálakból állnak, míg az üvegszál megjelenésében egy közönséges szövethez hasonlít. A lehető legnagyobb szilárdság elérése érdekében különböző minőségű üvegszálakat kell használni.

Általában az üvegszőnyegek kevesebberős, de sokkal könnyebben feldolgozhatók. Az üvegszállal összehasonlítva ez az anyag jobban megismétli a mátrix alakját. Mivel a szálak meglehetősen rövidek, kaotikus orientációjúak, a szőnyeg aligha büszkélkedhet nagy szilárdsággal. Gyantával azonban nagyon könnyen impregnálható, mivel puha, ugyanakkor laza és vastag, némileg szivacsra emlékeztet. Anyaga igazán puha és formázható. Például az ilyen szőnyegekből készült laminátum kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, magas a légköri viszonyokkal szembeni ellenállása (akár hosszú időn belül is).

Ahol üvegszőnyegeket használnak

A szőnyeget az érintkező fröccsöntés területén használják összetett formájú áruk előállítására. Az ebből az anyagból készült termékeket számos területen használják:

• a hajóépítő iparban (kenuk, csónakok, jachtok, halvágók, különféle belső szerkezetek építése stb.);
• Az üvegszőnyeget és a poliésztergyantát az autóiparban használják (különféle gépalkatrészek, hengerek, furgonok, diffúzorok, tartályok, információs panelek, házak stb.);
• az építőiparban (bizonyos fatermékek, buszmegállók építése, válaszfalak stb.).

Az üvegszőnyegek sűrűsége és vastagsága eltérő. Az anyagot elosztjuk egy négyzetméter tömegével, amelyet grammban mérnek. Elég vékony az anyaga, kblégies (üvegfátyol), van egy vastag is, szinte takarószerű (arra használják, hogy a termék elérje a kívánt vastagságot, elérje a szükséges szilárdságot).