Πολυεστερικές ρητίνες: παραγωγή και χειρισμός

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα τελευταία χρόνια, οι πολυεστερικές ρητίνες έχουν γίνει πολύ δημοφιλείς. Πρώτα απ 'όλα, έχουν ζήτηση ως κορυφαία εξαρτήματα κατά την παραγωγή υαλοβάμβακα, ισχυρών και ελαφριών δομικών υλικών.

Παραγωγή ρητίνης: πρώτο βήμα

Πώς ξεκινά η παραγωγή πολυεστερικής ρητίνης; Αυτή η διαδικασία ξεκινά με την απόσταξη λαδιού - κατά τη διάρκεια αυτής, απελευθερώνονται διάφορες ουσίες: βενζόλιο, αιθυλένιο και προπυλένιο. Είναι απαραίτητα για την παραγωγή αντιυδριδίων, πολυβασικών οξέων, γλυκόλων. Μετά το μαγείρεμα μαζί, όλα αυτά τα συστατικά δημιουργούν τη λεγόμενη ρητίνη βάσης, η οποία σε ένα ορισμένο στάδιο πρέπει να αραιωθεί με στυρένιο. Η τελευταία ουσία, για παράδειγμα, μπορεί να είναι το 50% του τελικού προϊόντος. Ως μέρος αυτού του σταδίου, επιτρέπεται επίσης η πώληση έτοιμης ρητίνης, αλλά το στάδιο παραγωγής δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί: δεν πρέπει να ξεχνάμε τον κορεσμό με διάφορα πρόσθετα. Είναι χάρη σε αυτά τα συστατικά που η τελική ρητίνη αποκτά τις μοναδικές της ιδιότητες.

Η σύνθεση του μείγματος μπορεί να αλλάξει από τον κατασκευαστή - πολλά εξαρτώνται από το πού ακριβώς θα χρησιμοποιηθεί η πολυεστερική ρητίνη. Οι ειδικοί επιλέγουν τους πιο βέλτιστους συνδυασμούς, το αποτέλεσμα αυτούτο έργο θα είναι ουσίες με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες.

Παραγωγή ρητίνης: δεύτερο στάδιο

Είναι σημαντικό το έτοιμο μείγμα να είναι στερεό - συνήθως περιμένουν μέχρι να φτάσει στο τέλος η διαδικασία πολυμερισμού. Εάν διακοπεί και το υλικό είναι προς πώληση, πολυμερίζεται μόνο μερικώς. Εάν δεν γίνει τίποτα με αυτό, ο πολυμερισμός θα συνεχιστεί, η ουσία θα σκληρύνει σίγουρα. Για αυτούς τους λόγους, η διάρκεια ζωής της ρητίνης είναι πολύ περιορισμένη: όσο πιο παλιό είναι το υλικό, τόσο χειρότερες είναι οι τελικές του ιδιότητες. Ο πολυμερισμός μπορεί επίσης να επιβραδυνθεί - χρησιμοποιούνται ψυγεία για αυτό, η σκλήρυνση δεν συμβαίνει εκεί.

Για να ολοκληρωθεί το στάδιο παραγωγής και να ληφθεί το τελικό προϊόν, πρέπει επίσης να προστεθούν στη ρητίνη δύο σημαντικές ουσίες: ένας καταλύτης και ένας ενεργοποιητής. Καθένα από αυτά εκτελεί τη δική του λειτουργία: η παραγωγή θερμότητας ξεκινά στο μείγμα, η οποία συμβάλλει στη διαδικασία πολυμερισμού. Δηλαδή, δεν απαιτείται πηγή θερμότητας από το εξωτερικό - όλα γίνονται χωρίς αυτήν.

Η πορεία της διαδικασίας πολυμερισμού ρυθμίζεται - οι αναλογίες των συστατικών ελέγχονται. Δεδομένου ότι η επαφή μεταξύ του καταλύτη και του ενεργοποιητή μπορεί να οδηγήσει σε ένα εκρηκτικό μείγμα, το τελευταίο προστίθεται συνήθως στη ρητίνη αποκλειστικά ως μέρος της παραγωγής, ο καταλύτης προστίθεται πριν από τη χρήση, συνήθως παρέχεται χωριστά. Μόνο όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία του πολυμερισμού, η ουσία σκληρύνει, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι έχει ολοκληρωθεί η παραγωγή πολυεστερικών ρητινών.

Αυθεντικές ρητίνες

Τι είναι αυτόυλικό στην αρχική του κατάσταση; Είναι ένα παχύρρευστο υγρό που μοιάζει με μέλι και μπορεί να έχει χρώμα από σκούρο καφέ έως ανοιχτό κίτρινο. Όταν εισάγεται μια ορισμένη ποσότητα σκληρυντικών, η πολυεστερική ρητίνη πρώτα πυκνώνει ελαφρώς και στη συνέχεια αποκτά μια ζελατινώδη κατάσταση. Λίγο αργότερα, η σύσταση μοιάζει με καουτσούκ, μετά η ουσία σκληραίνει (γίνεται άχυτη, αδιάλυτη).

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σκλήρυνση, καθώς διαρκεί αρκετές ώρες σε κανονική θερμοκρασία. Όταν η ρητίνη είναι σε στερεά κατάσταση, μοιάζει με ένα σκληρό, ανθεκτικό υλικό που μπορεί εύκολα να βαφτεί σε μεγάλη ποικιλία χρωμάτων. Κατά κανόνα, χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με γυάλινα υφάσματα (πολυεστερικό fiberglass), εκτελεί τη λειτουργία ενός δομικού στοιχείου για την κατασκευή διαφόρων προϊόντων - όπως είναι η πολυεστερική ρητίνη. Οι οδηγίες κατά την εργασία με τέτοια μείγματα είναι πολύ σημαντικές. Είναι απαραίτητο να συμμορφώνεστε με κάθε σημείο του.

Βασικά χαρακτηριστικά

Οι πολυεστερικές ρητίνες σε ωριμασμένη κατάσταση είναι εξαιρετικά δομικά υλικά. Χαρακτηρίζονται από σκληρότητα, υψηλή αντοχή, εξαιρετικές διηλεκτρικές ιδιότητες, αντοχή στη φθορά, χημική αντοχή. Μην ξεχνάτε ότι κατά τη διαδικασία λειτουργίας τα προϊόντα από πολυεστερική ρητίνη είναι ασφαλή από περιβαλλοντική άποψη. Ορισμένες μηχανικές ιδιότητες των μιγμάτων που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με υαλουφάσματα, όσον αφορά την απόδοσή τους, μοιάζουν με τις παραμέτρους του δομικού χάλυβα (σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και τις υπερβαίνουν). Η τεχνολογία κατασκευής είναι φθηνή, απλή, ασφαλής, αφού η ουσία σκληραίνει σε κανονική θερμοκρασία δωματίου.θερμοκρασία, ακόμη και η εφαρμογή πίεσης δεν απαιτείται. Δεν υπάρχει εκπομπή πτητικών ή άλλων παραπροϊόντων, παρατηρείται μόνο μικρή συρρίκνωση. Έτσι, για να κατασκευαστεί ένα προϊόν, δεν χρειάζονται ακριβές ογκώδεις εγκαταστάσεις και δεν υπάρχει ανάγκη για θερμική ενέργεια, χάρη στην οποία οι επιχειρήσεις κατακτούν γρήγορα την παραγωγή μεγάλης και μικρής δυναμικότητας. Μην ξεχνάτε το χαμηλό κόστος των πολυεστερικών ρητινών - αυτό το ποσοστό είναι δύο φορές χαμηλότερο από αυτό των εποξειδικών ρητινών.

Αύξηση παραγωγής

Είναι αδύνατο να αγνοήσουμε το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή η παραγωγή ακόρεστης πολυεστερικής ρητίνης κερδίζει δυναμική κάθε χρόνο - αυτό δεν ισχύει μόνο για τη χώρα μας, αλλά και για τις γενικές τάσεις του εξωτερικού. Εάν πιστεύετε τη γνώμη των ειδικών, αυτή η κατάσταση θα συνεχιστεί σίγουρα στο άμεσο μέλλον.

Μειονεκτήματα των ρητινών

Φυσικά, οι πολυεστερικές ρητίνες έχουν και κάποια μειονεκτήματα, όπως κάθε άλλο υλικό. Για παράδειγμα, το στυρόλιο χρησιμοποιείται ως διαλύτης κατά την παραγωγή. Είναι εύφλεκτο και εξαιρετικά τοξικό. Αυτή τη στιγμή έχουν ήδη δημιουργηθεί τέτοιες μάρκες που δεν έχουν στυρόλιο στη σύνθεσή τους. Ένα άλλο προφανές μειονέκτημα: ευφλεκτότητα. Οι μη τροποποιημένες, ακόρεστες πολυεστερικές ρητίνες καίγονται όπως και τα σκληρά ξύλα. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται: πληρωτικά σκόνης εισάγονται στη σύνθεση της ουσίας (οργανικές ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους που περιέχουν φθόριο και χλώριο, τριοξείδιο του αντιμονίου), μερικές φορές χρησιμοποιείται χημική τροποποίηση - τετραχλωροφθαλική,χλωρενδικό οξύ, μερικά πολυμερή: χλωροξικό βινύλιο, χλωροστυρένιο, άλλες ενώσεις που περιέχουν χλώριο.

Σύνθεση Ρητίνης

Αν λάβουμε υπόψη τη σύνθεση των ακόρεστων πολυεστερικών ρητινών, εδώ μπορούμε να σημειώσουμε ένα μείγμα πολλαπλών συστατικών χημικών στοιχείων διαφορετικής φύσης - καθένα από αυτά εκτελεί ορισμένες εργασίες. Τα κύρια συστατικά είναι πολυεστερικές ρητίνες, εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Για παράδειγμα, ο πολυεστέρας είναι το κύριο συστατικό. Είναι προϊόν της αντίδρασης πολυσυμπύκνωσης πολυολών που αντιδρούν με ανυδρίτες ή πολυβασικά οξέα.

Αν μιλάμε για πολυϋδρικές αλκοόλες, τότε ζητούνται εδώ η διαιθυλενογλυκόλη, η αιθυλενογλυκόλη, η γλυκερίνη, η προπυλενογλυκόλη, η διπροπυλενογλυκόλη. Ως ανυδρίτες χρησιμοποιούνται αδιπικά, φουμαρικά οξέα, φθαλικοί και μηλεϊνικοί ανυδρίτες. Η χύτευση πολυεστερικής ρητίνης δύσκολα θα ήταν δυνατή εάν ο πολυεστέρας είχε χαμηλό μοριακό βάρος (περίπου 2000) όταν ήταν έτοιμος για επεξεργασία. Κατά τη διαδικασία χύτευσης προϊόντων, μετατρέπεται σε πολυμερές με τρισδιάστατη δομή δικτύου, υψηλού μοριακού βάρους (μετά την εισαγωγή εκκινητών σκλήρυνσης). Αυτή η δομή είναι που παρέχει χημική αντοχή, υψηλή αντοχή του υλικού.

Μονομερές διαλύτη

Ένα άλλο υποχρεωτικό συστατικό είναι το μονομερές διαλύτη. Σε αυτή την περίπτωση, ο διαλύτης εκτελεί διπλή λειτουργία. Στην πρώτη περίπτωση, απαιτείται για να μειωθεί το ιξώδες της ρητίνης σε ένα επίπεδο που απαιτείται για την επεξεργασία (καθώς ο ίδιος ο πολυεστέραςπολύ παχύ).

Από την άλλη πλευρά, το μονομερές συμμετέχει ενεργά στη διαδικασία συμπολυμερισμού με πολυεστέρα, λόγω του οποίου διασφαλίζεται η βέλτιστη ταχύτητα πολυμερισμού και το υψηλό βάθος σκλήρυνσης του υλικού (εάν οι πολυεστέρες θεωρηθούν ξεχωριστά, η σκλήρυνση τους είναι αρκετά αργό). Το υδροϋπεροξείδιο είναι το ίδιο το συστατικό που απαιτείται για να στερεοποιηθεί από υγρή κατάσταση - αυτός είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο η πολυεστερική ρητίνη αποκτά όλες τις ιδιότητές της. Η χρήση καταλύτη είναι επίσης υποχρεωτική όταν εργάζεστε με ακόρεστες πολυεστερικές ρητίνες.

Επιταχυντής

Αυτό το συστατικό μπορεί να προστεθεί στους πολυεστέρες τόσο κατά την κατασκευή όσο και κατά την επεξεργασία (πριν την προσθήκη του εκκινητή). Τα άλατα κοβαλτίου (οκτοϊκό κοβάλτιο, ναφθενικό) μπορούν να ονομαστούν οι βέλτιστοι επιταχυντές για τη σκλήρυνση πολυμερών. Ο πολυμερισμός πρέπει όχι μόνο να επιταχυνθεί, αλλά και να ενεργοποιηθεί, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις επιβραδύνεται. Το μυστικό είναι ότι εάν δεν χρησιμοποιηθούν επιταχυντές και εκκινητές, θα σχηματιστούν ανεξάρτητα ελεύθερες ρίζες στην τελική ουσία, λόγω των οποίων ο πολυμερισμός θα συμβεί πρόωρα - ακριβώς κατά την αποθήκευση. Για την πρόληψη αυτού του φαινομένου, είναι απαραίτητος ένας επιβραδυντής σκλήρυνσης (αναστολέας).

Αρχή αναστολέα

Ο μηχανισμός δράσης αυτού του συστατικού είναι ο ακόλουθος: αλληλεπιδρά με ελεύθερες ρίζες που εμφανίζονται περιοδικά, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ριζών χαμηλής δράσης ή ενώσεων που δεν έχουν καθόλου ριζική φύση. Η λειτουργία των αναστολέων εκτελείται συνήθως από τέτοιουςουσίες: κινόνες, τρικρεσόλη, φαινόνη, μερικά από τα οργανικά οξέα. Οι πολυεστέρες παρασκευάζονται με μικρές ποσότητες αναστολέων κατά την κατασκευή.

Άλλα συμπληρώματα

Τα συστατικά που περιγράφονται παραπάνω είναι τα κύρια, χάρη σε αυτά είναι δυνατή η εργασία με πολυεστερική ρητίνη ως συνδετικό. Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, κατά τη διαδικασία σχηματισμού προϊόντων, μια αρκετά μεγάλη ποσότητα προσθέτων εισάγεται στους πολυεστέρες, οι οποίοι, με τη σειρά τους, εκτελούν μια ποικιλία λειτουργιών και τροποποιούν τις ιδιότητες της αρχικής ουσίας. Μεταξύ αυτών των συστατικών, μπορούν να σημειωθούν πληρωτικά σε σκόνη - εισάγονται ειδικά για τη μείωση της συρρίκνωσης, τη μείωση του κόστους του υλικού και την αύξηση της αντοχής στη φωτιά. Θα πρέπει επίσης να σημειωθούν τα γυάλινα υφάσματα (ενισχυτικά πληρωτικά), η χρήση των οποίων οφείλεται σε αύξηση των μηχανικών ιδιοτήτων. Υπάρχουν και άλλα πρόσθετα: σταθεροποιητές, πλαστικοποιητές, βαφές κ.λπ.

Γυάλινα χαλάκια

Τόσο σε πάχος όσο και σε δομή, το fiberglass μπορεί να είναι διαφορετικό. Τα γυάλινα χαλάκια είναι υαλοβάμβακα που κόβονται σε μικρά κομμάτια, το μήκος τους κυμαίνεται μεταξύ 12-50 mm. Τα στοιχεία κολλούνται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα άλλο προσωρινό συνδετικό, το οποίο είναι συνήθως σκόνη ή γαλάκτωμα. Η εποξειδική πολυεστερική ρητίνη χρησιμοποιείται για την κατασκευή υάλινων χαλιών, τα οποία αποτελούνται από ίνες διατεταγμένες τυχαία, ενώ το fiberglass στην εμφάνισή του μοιάζει με ένα συνηθισμένο ύφασμα. Για να επιτευχθεί η υψηλότερη δυνατή αντοχή, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται διαφορετικές ποιότητες υαλοβάμβακα.

Γενικά, τα γυάλινα χαλάκια έχουν λιγότεραδύναμη, αλλά είναι πολύ πιο εύκολο να επεξεργαστούν. Σε σύγκριση με το fiberglass, αυτό το υλικό επαναλαμβάνει καλύτερα το σχήμα της μήτρας. Δεδομένου ότι οι ίνες είναι αρκετά κοντές, έχουν χαοτικό προσανατολισμό, το χαλάκι δύσκολα μπορεί να καυχηθεί για μεγάλη αντοχή. Μπορεί όμως πολύ εύκολα να εμποτιστεί με ρητίνη, αφού είναι απαλό, ενώ είναι χαλαρό και χοντρό, θυμίζει κάπως σφουγγάρι. Το υλικό είναι πραγματικά μαλακό και χυτευμένο. Το laminate, για παράδειγμα, το οποίο είναι κατασκευασμένο από τέτοια ψάθες, έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, έχει υψηλή αντοχή στις ατμοσφαιρικές συνθήκες (ακόμα και για μεγάλο χρονικό διάστημα).

Πού χρησιμοποιούνται γυάλινα χαλάκια

Το Ματ χρησιμοποιείται στον τομέα της χύτευσης επαφής για να μπορεί να παράγει προϊόντα με πολύπλοκα σχήματα. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό το υλικό χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς:

• στη ναυπηγική βιομηχανία (κατασκευή κανό, σκαφών, γιοτ, κοπτικών ψαριών, διαφόρων εσωτερικών κατασκευών κ.λπ.);
• Το γυάλινο χαλάκι και η πολυεστερική ρητίνη χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία (διάφορα εξαρτήματα μηχανών, κύλινδροι, φορτηγά, διαχυτές, δεξαμενές, πίνακες πληροφοριών, περιβλήματα κ.λπ.);
• στην οικοδομική βιομηχανία (ορισμένα προϊόντα ξύλου, κατασκευές καταφυγίων λεωφορείων, διαχωριστικά τοιχώματα κ.λπ.).

Τα γυάλινα χαλάκια έχουν διαφορετική πυκνότητα, καθώς και πάχος. Το υλικό διαιρείται με το βάρος ενός τετραγωνικού μέτρου, το οποίο μετριέται σε γραμμάρια. Υπάρχει ένα αρκετά λεπτό υλικό, σχεδόναέρινο (γυάλινο πέπλο), υπάρχει επίσης ένα χοντρό, σχεδόν σαν κουβέρτα (χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει ότι το προϊόν αποκτά το επιθυμητό πάχος, αποκτά την απαιτούμενη αντοχή).