Епоксидна смола - огляд тем ScienceDirect
Епоксидні смоли характеризуються як сполуки або суміші сполук, які містять одну або кілька епоксидних або оксиранних груп, як показано у формулі (20).
Пов’язані терміни:
- Амін
- Вуглецева нанотрубка
- Ефір
- Лікувальний засіб
- Бісфенол А
- Вогнестійкий
- Вуглецеве волокно
- Нанокомпозит
Завантажити у форматі PDF
Про цю сторінку
Епоксидні смоли
Заходи безпеки
Епоксидні смоли та їх затверджувачі вважаються основними подразниками шкіри. Контакт з епоксидними смолами слід здійснювати лише за допомогою рукавичок та масок та під час роботи в капюшонах або добре провітрюваних приміщеннях [18]. У деяких людей при тривалому контакті з епоксидними смолами може розвинутися сенсибілізація шкіри, що підтверджується пухирями або іншими захворюваннями дерматиту. У інших людей може розвинутися астматичний стан. Забруднені рукавички та робочий одяг слід негайно поміняти та відмити або викинути. Забруднене взуття слід викинути. Рекомендується часте миття рук і дотримуватися суворої особистої гігієни. Зверніть увагу, що деякі ароматичні аміноутворювачі можуть бути канцерогенними. Правильно затверділа епоксидна смоляна система, як правило, не викликає проблем зі здоров’ям, пов’язаних з подразненням шкіри. Особам, які виявляють чутливість, слід припинити поводження з епоксидними сполуками. В іншому випадку розвивається гіперчутливість, що ускладнює навіть наближення до цих матеріалів без розвитку дерматиту чи інших реакцій. Для отримання додаткової інформації щодо безпеки слід посилатися на посилання [14] та [19].
ЕПОКСИЧНІ СМОЛИ
Реакції епоксидів та механізми затвердіння
Епоксидні смоли є реакційноздатними проміжними сполуками, які перед тим, як вони можуть стати корисними продуктами, повинні бути "затверділи" або зшиті шляхом полімеризації в тривимірну неплавку мережу з ко-реагентами (затверджувачами). Поперечне зшивання смоли може відбуватися через епоксидні або гідроксильні групи, і в основному це відбувається лише за допомогою двох типів механізмів затвердіння: прямого зчеплення молекул смоли каталітичною гомополімеризацією або сполучення через реакційноздатний проміжний продукт. Реакції, використовувані для затвердіння низькомолекулярних епоксидних смол, відбуваються з епоксидним кільцем:
Здатність цього кільця реагувати кількома шляхами і з різноманітними реагентами надає епоксидним смолам велику універсальність. Хімія більшості затверджувачів, що використовуються в даний час з епоксидними смолами, базується на реакціях поліаддиції, що призводять до зчеплення, а також до зшивання. Більш широко використовуваними отверджуючими агентами є сполуки, що містять активний водень (поліаміни, полікислоти, полімеркаптани, поліфеноли тощо), які реагують, як показано в реакції 1, утворюючи відповідний β-гідрокси-амін, складний ефір, меркаптан або β-феніловий ефір.
Епоксидні смоли та затверджувачі зазвичай містять більше одного місця реакції на молекулу, і процес затвердіння, щоб утворити тривимірну мережу, є результатом безлічі реакцій між молекулами епоксиду та затверджувачем. Конкретні реакції різних реагентів з епоксидними групами в багатьох випадках були досить детально вивчені і широко розглянуті в інших місцях (2).
Поетапна полімеризація
37.1 Вступ
Епоксидні смоли містять групу зшиваються матеріалів, які всі мають один і той же тип реакційноздатної функціональної групи - епоксидну або оксиранну групу ( 1 ); про їх хімію та технологію повідомляється в ряді текстів. 1, 2
Епоксидна група характеризується своєю реакційною здатністю як до нуклеофільних, так і до електрофільних видів, і, отже, вона сприйнятлива до широкого спектра реагентів або затверджувачів. Такі затверджувачі бувають двох типів: вони можуть бути або каталізаторами, або затверджувачами. Каталізатори зазвичай беруть з третинних амінів або кислот Льюїса, і вони функціонують, ініціюючи іонну полімеризацію епоксидної сполуки для отримання поліефірних структур. Зазвичай каталізатори використовують у низьких концентраціях (3 в електроніці для інкапсуляції, заливки та друкованих плат, 4 та в аерокосмічній промисловості як матриці для композитів. 5
Для задоволення різних вимог цього широкого спектру застосування доступні епоксидні смоли багатьох типів, і саме вони в поєднанні з різноманітними затверджувачами сприяють суттєвій універсальності епоксидної системи. У наступному розділі обговорюються деякі приклади типових епоксидних смол.
Епоксидні смоли
27.10.3 Композиційні матеріали
Епоксидні смоли - завдяки своїй реакційній здатності, яка дозволяє їм добре зв’язуватися з волокнами та в’язкості - це термореактивні смоли, які в поєднанні зі скляними, вуглецевими або арамідними волокнами утворюють композиційні матеріали з найкращими властивостями більшості термореактивних матеріалів. Існує кілька процесів виготовлення композиційних матеріалів, але найбільш важливі для епоксидних смол наведені в таблиці 27.5. Процеси поділяються на “мокру смолу” та “препрег”. Процеси мокрої смоли передбачають безпосереднє поєднання виробником епоксидної смоли та армуючих волокон. Цього можна досягти вручну, простим нанесенням смоли та арматури на відповідну оброблену форму. Як вже згадувалося, багато попередників епоксидної смоли потрібно нагрівати, щоб забезпечити достатньо низький рівень в'язкості.
Таблиця 27.5. Процеси виробництва композитних виробів
| Контактне лиття (ручне ламінування) | Човни, дошки для серфінгу, лазні, ліплення загального призначення |
| Лиття з перенесення смоли | Човни, молдинги загального призначення |
| Настій смоли | Човни, лопаті вітрогенератора |
| Намотування нитки | Труби та посудини під тиском |
| Прес-ліплення | Друковані плати |
| Обробка печі вакуумним мішком | Лопатки вітрових турбін для автомобільних композитів |
| Обробка вакуумного мішка в автоклаві | Аерокосмічні композити |
Норми охорони праці більше не сприяють переробці смол у відкритих заводських умовах, особливо за наявності альтернативних процесів. Таким чином, закриті процеси формування, такі як лиття з перенесення смоли та вакуумна інфузія, беруть участь у контактному формуванні. Формування для перенесення смоли включає потік смоли, що приводиться в дію комбінацією тиску та/або вакууму в суху арматуру, що міститься у складеній з двох частин композитній формі. Настій смоли є економічно вигіднішим, оскільки включає лише однобічну форму, суха арматура покрита гнучкою поліетиленовою плівкою. Простір між плівкою та формою евакуюється, в результаті чого смола потрапляє в арматуру. Зараз процес інфузії можна використовувати для виготовлення великих деталей, таких як човни та лопаті вітрогенератора.