Polyesterharpikser: produktion og håndtering

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

I de senere år er polyesterharpikser blevet meget populære. Først og fremmest er de efterspurgte som førende komponenter under produktionen af glasfiber, stærke og lette strukturelle materialer.

Harpiksfremstilling: første skridt

Hvordan begynder produktionen af polyesterharpiks? Denne proces begynder med destillation af olie - i løbet af denne frigives forskellige stoffer: benzen, ethylen og propylen. De er nødvendige til produktion af antihydrider, polybasiske syrer, glykoler. Efter at have kogt sammen skaber alle disse komponenter den såkaldte basisharpiks, som på et bestemt tidspunkt skal fortyndes med styren. Det sidste stof kan for eksempel være 50 % af det færdige produkt. Som en del af denne fase er salg af færdiglavet harpiks også tilladt, men produktionsstadiet er endnu ikke afsluttet: man bør ikke glemme mætning med forskellige tilsætningsstoffer. Det er takket være disse komponenter, at den færdige harpiks får sine unikke egenskaber.

Sammensætningen af blandingen kan ændres af producenten - meget afhænger af, hvor præcis polyesterharpiksen skal bruges. Eksperter vælger de mest optimale kombinationer, resultatet af dettearbejde vil være stoffer med helt andre egenskaber.

Harpiksproduktion: anden fase

Det er vigtigt, at den færdige blanding er fast - norm alt venter de, indtil polymerisationsprocessen når slutningen. Hvis det afbrydes, og materialet er til salg, er det kun delvist polymeriseret. Hvis der ikke gøres noget med det, vil polymerisationen fortsætte, stoffet vil helt sikkert hærde. Af disse grunde er harpiksens holdbarhed meget begrænset: Jo ældre materialet er, jo dårligere dets endelige egenskaber. Polymerisationen kan også bremses - køleskabe bruges til dette, hærdning sker ikke der.

For at produktionsstadiet kan afsluttes og det færdige produkt kan opnås, skal to vigtige stoffer også tilsættes harpiksen: en katalysator og en aktivator. Hver af dem udfører sin egen funktion: varmeudvikling begynder i blandingen, hvilket bidrager til polymerisationsprocessen. Det vil sige, at der ikke kræves en varmekilde udefra - alt sker uden den.

Forløbet af polymerisationsprocessen er reguleret - andelen af komponenterne styres. Da kontakt mellem katalysatoren og aktivatoren kan resultere i en eksplosiv blanding, tilsættes sidstnævnte sædvanligvis til harpiksen udelukkende som en del af produktionen, katalysatoren tilsættes før brug, den leveres norm alt separat. Først når polymerisationsprocessen er afsluttet, hærder stoffet, vi kan konkludere, at produktionen af polyesterharpikser er afsluttet.

Original harpiks

Hvad er det hermateriale i sin oprindelige tilstand? Det er en honninglignende, tyktflydende væske, der kan variere i farve fra mørkebrun til lysegul. Når en vis mængde hærdere indføres, tykner polyesterharpiksen først en smule og får derefter en gelatinøs tilstand. Lidt senere ligner konsistensen gummi, så hærder stoffet (bliver usmelteligt, uopløseligt).

Denne proces kaldes hærdning, da den tager flere timer ved normal temperatur. Når harpiksen er i sin faste tilstand, ligner den et hårdt, holdbart materiale, der nemt kan farves i en lang række farver. Som regel bruges det i kombination med glasstoffer (polyesterfiberglas), det udfører funktionen af et strukturelt element til fremstilling af forskellige produkter - såsom polyesterharpiks. Instruktioner, når du arbejder med sådanne blandinger, er meget vigtige. Det er nødvendigt at overholde hvert af dets punkter.

Nøglefunktioner

Polyesterharpikser i hærdet tilstand er fremragende strukturelle materialer. De er kendetegnet ved hårdhed, høj styrke, fremragende dielektriske egenskaber, slidstyrke, kemisk modstand. Glem ikke, at i driftsprocessen er produkter lavet af polyesterharpiks sikre fra et miljømæssigt synspunkt. Visse mekaniske egenskaber af de blandinger, der bruges i forbindelse med glasstoffer, ligner deres ydeevne parametrene for strukturelt stål (i nogle tilfælde endda overskride dem). Fremstillingsteknologien er billig, enkel, sikker, da stoffet hærdes ved normal stuetemperatur.temperatur, selv påføring af tryk er ikke påkrævet. Der er ingen emission af flygtige eller andre biprodukter, kun let svind observeres. For at fremstille et produkt er det således ikke nødvendigt med dyre voluminøse installationer, og der er ikke behov for termisk energi, takket være hvilken virksomheder hurtigt mestrer både stor kapacitet og lille kapacitet produktion. Glem ikke de lave omkostninger ved polyesterharpikser - dette tal er to gange lavere end for epoxy-modstykker.

Produktionsvækst

Det er umuligt at ignorere det faktum, at produktionen af umættet polyesterharpiks i øjeblikket tager fart hvert år - dette gælder ikke kun for vores land, men også for generelle udenlandske tendenser. Hvis du tror på eksperternes mening, vil denne situation helt sikkert fortsætte i en overskuelig fremtid.

Ulemper ved harpiks

Selvfølgelig har polyesterharpikser også nogle ulemper, ligesom ethvert andet materiale. For eksempel bruges styren som opløsningsmiddel under produktionen. Det er brandfarligt og meget giftigt. I øjeblikket er sådanne mærker allerede blevet skabt, der ikke har styren i deres sammensætning. En anden åbenlys ulempe: brændbarhed. Umodificerede, umættede polyesterharpikser brænder ligesom hårdttræ. Dette problem er løst: pulverfyldstoffer indføres i stoffets sammensætning (organiske forbindelser med lav molekylvægt indeholdende fluor og klor, antimontrioxid), nogle gange anvendes kemisk modifikation - tetrachlorophthalsyre,chlorendic syre, nogle multimerer: vinyl chloracetat, chlorostyren, andre forbindelser, der indeholder chlor.

Harpikssammensætning

Hvis vi betragter sammensætningen af umættede polyesterharpikser, kan vi her bemærke en multikomponent blanding af kemiske elementer af forskellig natur - hver af dem udfører visse opgaver. Hovedkomponenterne er polyesterharpikser, de udfører forskellige funktioner. For eksempel er polyester hovedkomponenten. Det er et produkt af polykondensationsreaktionen af polyoler, der reagerer med anhydrider eller polybasiske syrer.

Hvis vi taler om polyvalente alkoholer, så er diethylenglycol, ethylenglycol, glycerin, propylenglycol, dipropylenglycol efterspurgt her. Som anhydrider anvendes adipinsyre, fumarsyre, phthalsyre og maleinsyreanhydrider. Støbning af polyesterharpiks ville næppe være mulig, hvis polyester havde en lav molekylvægt (ca. 2000), når den var klar til forarbejdning. I processen med at støbe produkter bliver det til en polymer med en tredimensionel netværksstruktur, høj molekylvægt (efter at hærdningsinitiatorer er indført). Det er denne struktur, der giver kemisk modstand, høj styrke af materialet.

Opløsningsmiddel-monomer

En anden obligatorisk komponent er opløsningsmiddelmonomeren. I dette tilfælde udfører opløsningsmidlet en dobbelt funktion. I det første tilfælde er det nødvendigt for at reducere harpiksens viskositet til et niveau, der kræves til forarbejdning (da polyesteren selvfor tyk).

På den anden side tager monomeren en aktiv del i processen med copolymerisation med polyester, på grund af hvilken en optimal polymerisationshastighed og en høj dybde af materialehærdning sikres (hvis polyestere betragtes separat, er deres hærdning ret langsomt). Hydroperoxid er selve den komponent, der kræves for at størkne fra en flydende tilstand - dette er den eneste måde, polyesterharpiks opnår alle sine kvaliteter på. Brugen af en katalysator er også obligatorisk, når der arbejdes med umættede polyesterharpikser.

Accelerator

Denne ingrediens kan tilsættes polyestere både under fremstilling og når forarbejdning finder sted (før tilsætning af initiator). Cob alts alte (cob altoctoat, naphthenat) kan kaldes de mest optimale acceleratorer til polymerhærdning. Polymeriseringen skal ikke kun accelereres, men også aktiveres, selvom den i nogle tilfælde bremses. Hemmeligheden er, at hvis acceleratorer og initiatorer ikke anvendes, vil der selvstændigt dannes frie radikaler i det færdige stof, på grund af hvilken polymerisering vil ske for tidligt - lige under opbevaring. For at forhindre dette fænomen er en hærdningsretarder (inhibitor) uundværlig.

Inhibitorprincip

Virkningsmekanismen for denne komponent er som følger: den interagerer med frie radikaler, der periodisk opstår, hvilket resulterer i dannelsen af lavaktive radikaler eller forbindelser, der slet ikke har en radikal karakter. Funktionen af inhibitorer udføres norm alt af sådannestoffer: quinoner, tricresol, phenon, nogle af de organiske syrer. Polyestere er formuleret med små mængder af inhibitorer under fremstillingen.

Andre kosttilskud

Komponenterne beskrevet ovenfor er de vigtigste, det er takket være dem, at det er muligt at arbejde med polyesterharpiks som bindemiddel. Men som praksis viser, i processen med at danne produkter, indføres en tilstrækkelig stor mængde additiver i polyestere, som igen udfører en række funktioner og ændrer egenskaberne af det oprindelige stof. Blandt disse komponenter kan pulverfyldstoffer bemærkes - de introduceres specifikt for at reducere krympning, reducere omkostningerne ved materialet og øge brandmodstanden. Det skal også bemærkes glasstoffer (forstærkende fyldstoffer), hvis anvendelse skyldes en stigning i mekaniske egenskaber. Der er andre tilsætningsstoffer: stabilisatorer, blødgørere, farvestoffer osv.

Glasmåtter

Både i tykkelse og i struktur kan glasfiber være anderledes. Glasmåtter er glasfiber, der er skåret i små stykker, deres længde varierer mellem 12-50 mm. Elementerne limes sammen med et andet midlertidigt bindemiddel, som norm alt er et pulver eller en emulsion. Epoxy polyesterharpiks bruges til fremstilling af glasmåtter, som består af fibre arrangeret tilfældigt, mens glasfiber i sit udseende minder om et almindeligt stof. For at opnå den højest mulige styrke bør der anvendes forskellige kvaliteter af glasfiber.

Generelt har glasmåtter mindrestyrke, men de er meget nemmere at bearbejde. Sammenlignet med glasfiber gentager dette materiale formen af matrixen bedre. Da fibrene er ret korte, har en kaotisk orientering, kan måtten næppe prale af stor styrke. Den kan dog meget let imprægneres med harpiks, da den er blød, samtidig med at den er løs og tyk, minder lidt om en svamp. Materialet er virkelig blødt og formbart. Laminat, for eksempel, som er lavet af sådanne måtter, har fremragende mekaniske egenskaber, har en høj modstand mod atmosfæriske forhold (selv inden for en lang periode).

Hvor der bruges glasmåtter

Mat bruges inden for kontaktstøbning for at kunne fremstille varer med komplekse former. Produkter fremstillet af dette materiale bruges på en række forskellige områder:

• i skibsbygningsindustrien (konstruktion af kanoer, både, yachter, fiskekuttere, forskellige interne strukturer osv.);
• Glasmåtte og polyesterharpiks bruges i bilindustrien (forskellige maskindele, cylindre, varevogne, diffusorer, tanke, informationspaneler, huse osv.);
• i byggebranchen (visse træprodukter, bygning af busskure, skillevægge osv.).

Glasmåtter har forskellig tæthed såvel som tykkelse. Materialet divideres med vægten af en kvadratmeter, som måles i gram. Der er et ret tyndt materiale, næstenluftigt (glasslør), der er også et tykt, næsten som et tæppe (bruges til at sikre, at produktet opnår den ønskede tykkelse, opnår den nødvendige styrke).