Синтетические смолы, включая водорастворимые, появились в первой половине XX в. Таким образом, удалось почти полностью отказаться от природных смол в промышленности, а искусственно созданные заняли почетное место в лакокрасочной промышленности.
Определение синтетических смол
Синтетические смолы – это продукт химической промышленности, представляющий собой высокомолекулярные соединения, полученные с помощью реакций поликонденсации или полимеризации. Разница двух методов: в первом случае простые молекулы образуют сложные органические вещества, когда между ними создаются углеродные связи. Второй случай не имеет дела с побочными продуктами, и является процессом объединения простых мономеров.
Классификация синтетических смол
Выделяют 2 основных класса смол:
- Термоактивные: их свойства меняются в зависимости от температуры;
- Термопластичные: постоянно сохраняют свои свойства; выпускают в виде порошков, эмульсий, гранул и т.д.
Таблица. Физико-химические показатели синтетической смолы.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. Внешний вид | Куски неопределенной формы массой не более 1 кг от светло-коричневого до темно-коричневого цвета в кусках | По п.4.1. | ||
| 2. Температура размягчения, °С, не ниже | 95 | 85 | 85 | По ГОСТ 11506 |
| 3. Цвет по йодометрической шкале мг J2/100 см 3 , не более | 25 | 100 | 500 | По п.4.3 |
| 4. Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0,5 | 1,0 | – | По п.4.4 |
| 6. Кислотное число, мг KOH/г, не более | – | – | 1,0 | По п.4.5 |
| 7. Растворимость в двойном объеме ксилола и уайт-спирита 1:1 | Полная | Полная | – | По п.4.6 |
| 8. Совместимость с растительным маслом | Полная | Полная | – | По п.4.7 |
Виды синтетических смол
Синтетические смолы подразделяются на 9 основных видов:
Полиэфирная смола что это для чего используется
- Алкидные: имеют вязкую и липкую консистенцию, цвет варьирует от желтого до коричневого;
- Аминосмолы: относятся к классу термореактивных, обычно продукт поликонденсации с формальдегидом;
- Глифтаевые: результат поликонденсации глицерина и фталевого ангидрида;
- Инден-кумароновые: термопластичны и происходят от полимеризации угля;
- Карбамидоформальдегидная: результат поликонденсации карбамида и формальдегида;
- Нефтеполимерные: термопластичные, результат полимеризации продуктов нефти;
- Терпеновые: термопласты, получаются в ходе полимеризации фракций, в состав которых входит терпен;
- Фенолформальдегидная: продукт поликонденсации фенола и формальдегида, обладают свойствами реактопластов;
- Эпоксидные: олигомеры с эпоксидными группами, образуют сшитые полимеры.
Эпоксидные смолы
В нашей статье речь пойдет именно о последней разновидности – эпоксидных смолах. Они появились на рынке в 40-50-х годах ХХ в., и сразу стали популярными. Почему? Дело в том, что эти смолы обладают широкими возможностями по применению, а также перспективами дальнейшего развития. Могут быть как бесцветными жидкостями, так и твердыми соединениями.
Полиэфирная смола что это такое и где используется стекломат гелькоут
Самые распространенные эпоксидные смолы – соединения дифенилолипропана и эпихлоргидрина. Они отличаются хорошей адгезией с различными материалами, малой усадкой, небольшим тепловым расширением, высокой механической, влаго- и теплоустойчивостью. Благодаря изоляционным свойствам, расширили круг своего применения.
Виды эпоксидных смол:
- Жидкие;
- Твердые;
- Модифицированные;
- Новолачные;
- В растворе;
- Водорастовримые;
- Трудногорючие.
Водорастворимые смолы
В настоящее время одна из главных задач лакокрасочной промышленности – уменьшить, а в дальнейшем, и исключить применение огнеопасных и токсичных растворителей. Учеными были созданы новые современные материалы. К ним относятся и водорастворимые смолы.
Водорастворимые эпоксидные смолы чаще всего используют для лаков и красок с эффектом электроизоляции, что считается их отличительной особенностью. Это эмульсии и дисперсии с водной основой. Характеристиками служат способность не ссыхаться при хранении, текучесть, блеск, высокая устойчивость к коррозии. Такие растворы не имеют ограниченного времени жизни.
Покрытия отличаются водо-, атмосферо- и цветостойкостью. Важная черта – паропроницаемость. Таким образом, использование водорастворимых эпоксидных смол для лакокрасочных материалов по дереву оправдано тем, что оно «дышит» (благодаря водонепроницаемости, поверхность защищена от влаги воздуха, сама паропроницаемость обеспечивает удаление влаги из окрашенной поверхности). После испарения воды краска становится морозостойкой.
Такие краски долговечны. Срок их службы находится в диапазоне от 4 до 8, а иногда и 10 лет.
Водорастворимые краски
Преимущества водорастворимых красок
- Экологичность
- Хорошая проницаемость воздуха
- Не имеет токсичного запаха
- Технологичность нанесения
- Подходит для покраски любых материалов
- Высокая адгезия
- Устойчивость к коррозии
- Не выцветает
- Долговечность
Недостатки водорастворимых красок
- Нельзя допускать заморозку
- Быстро загустевает
Водные связующие красок
Водорастворимые связующие красок – это коллоидные вещества с отличной клейкостью.
Они отличаются:
- Стойкостью: не изменяются в цвете;
- Преломлением света;
- Возможность повторного растворения;
- Эластичность;
- Поверхностно активные вещества: уменьшают поверхностное натяжение воды; таким образом, смачивание грунта происходит более легко, а уровень сцепления краски и грунта возрастает.
Водорастворимые красители
Зачем вообще красить дерево? Причин может быть множество. Например, для усиления цвета, равномерного тона, просто изменения цвета, защиты от разложения и т.д. Синтетические красители классифицируют на прямые, которые непосредственно окрашивают волокно, кислотные, что окрашивают в совокупности с кислотой, и основные, которые придают цвет древесине с дубильными веществами.
Обычно водорастворимые красители – это сочетание прямых и кислотных красителей в виде определенного оттенка. Концентрация в растворе пигментов составляет около 1-5%. Такого количества вполне достаточно для получения яркого стойкого цвета.
«Минусом» растворов считается их способность поднимать ворс на древесине. Шероховатую поверхность нужно шлифовать.
Водорастворимые красители на основе эпоксидных смол готовят так: нужную массу красителей разбавляют в воде температурой 95С и размешивают до однородности. Затем вновь добавляют воду. Может случится, что раствор плохо мешается. Тогда следует его подогреть, но без кипения.
Когда достигнута необходимая консистенция, раствор проходит фильтрацию 3-4 слоями марли и остужается до температуры 30-40С. Теперь можно добавить недостающую воду в целях увеличения объема краски. Чтобы смягчить воду, можно размешать ее с 0,1-0,5% соды кальция.
Секрет ровного глубокого тона в добавлении в раствор 2-4%-нашатыря. Чтобы краска не пенилась, раствор смешивают с 0,5%-бутанолом.
Лаки для дерева используют двумя способами. В первом случае, лак вводится сразу после фильтрации. Во втором – в сам лак добавляют краситель, а фильтруют после 24-часовой выдержки.
Способы нанесения красителя:
- Ручной (кисть и тампон);
- Распылителем;
- Погружением;
- И т.д.
Древесина по природе – пористый материал, поэтому активно впитывает влагу. Исходя из этого, наносить краску нужно в избытке. Сначала прокрашивают вдоль, а уже потом поперек, затем удаляют излишки. Если поверхность вертикальная, то красить нужно снизу-вверх. Так, краска будет стекать на уже прокрашенную поверхность.
Даже после распыления поверхность пропитывается тампоном. Сама процедура может производится «мокрым» и «сухим» способами. В первом случае, распылитель находится на расстоянии 25-30 см, а расход краски 2-4 г/. Второй случай используется для исправления поверхностей с остатками клея, или, когда нужно скрыть происхождение основы.
Струя раствора распыляется до контакта с поверхностью, и, таким образом, избегается сильное увлажнение древесины. Слой краски толстый, но хрупкий. Данная операция производится на расстоянии 40-50 см от поверхности, а расход всего 1,5-2г/. Шлифовать поверхность не нужно, т.к. ворс не поднимается.
После окунания протирку можно пропустить, потому что раствор нагревают до 50С, чтобы пигменты краски лучше въелись, и излишки не наблюдаются.
После покраски древесину сушат в течение 3 часов при комнатной температуре или 10 минут в специальной камере при температуре 45С.
Преимущества красок с водорастворимыми эпоксидными смолами очевидны.
- Их популярность в строительной промышленности объясняется выгодной стоимостью и высокими показателями качества.
- Такие краски прекрасно маскируют микротрещины и имеют эластичный слой. Именно поэтому их применяют для покраски деревянных изделий – им свойственно расширятся с течением времени.
- Водорастворимые основы применяют также для покраски металлических поверхностей. Их универсальность и качество позволяет применять краски в различных областях промышленности и даже искусства.
Синтетические смолы. Их виды и применение
Синтетические смолы широко применяются при изготовлении гидроизоляционных материалов и составов в качестве вяжущих.
В зависимости от свойств исходного сырья, способа производства и назначения смолы поставляются промышленностью в виде вязких жидкостей, порошков или гранул. В связи с особенностями их преимущественного применения смолы могут быть условно подразделены на следующие группы:
смолы, применяемые на заводах для изготовления материалов, поставляемых на строительство в готовом к употреблению виде, например рулонные и листовые оклеечные материалы, лакокрасочные материалы и т. п.;
смолы, применяемые для приготовления составов иа месте производства работ или на предприятиях производственной базы строительства.
В настоящем параграфе рассматриваются главным образом смолы, применяемые для приготовления материалов и составов непосредственно на строительстве. Для смол, применяемых исключительно в заводских условиях, приводятся краткие сведения о их свойствах.
Технология получения материалов и составов на основе синтетических смол предопределяется в основном особенностями их свойств, зависящих от химического состава и строения. В связи с этими особенностями синтетические смолы подразделяются на термореактивные и термопластичные.
Термореактивные смолы при нагревании или при действии специальных веществ (отвердителей) превращаются в твердые нерастворимые и неплавкие материалы, изменяя свои свойства необратимо. При чрезмерном нагреве такие смолы разлагаются.
Термопластичные смолы при нагревании размягчаются и становятся вязкотекучими, а при охлаждении восстанавливают свои первоначальные свойства, т. е. изменяют свои свойства обратимо. Термопластичные смолы могут растворяться при введении специальных растворителей. Вид растворителя предопределяется особенностями свойств тех или иных смол. По мере испарения растворителей термопластичные смолы восстанавливают свои исходные свойства.
Систематические смолы и компаунды, а также применяемые для их отверждения отвердителн, как правило, являются токсичными или огнеопасными материалами. Поэтому при работе с ними следует соблюдать определенные правила безопасности, изложенные в раз деле «Производство работ».
Технические свойства синтетических смол. Применяемые для приготовления гидроизоляционных и противокоррозионных материалов и составов в условиях строительства эпоксидные смолы должны быть вязкожидкими. Для получения материалов заводского изготовления используют также твердые эпоксидные смолы, предварительно подвергаемые этерификации и растворенные в органических растворителях.
Эпоксидные смолы в состоянии поставки обладают свойствами термопластов, а после отверждения приобретают свойства термо-реактивных полимеров.
Вязкожидкие смолы марок ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, Э-40, Э-37 (диа-иовые смолы) обладают высокой вязкостью в исходном состоянии и хрупкостью в отвержденном состоянии. Поэтому диановую смолу, как правило, подвергают модификации с целью уменьшения ее вязкости и хрупкости. Для этого применяют полиэфирные смолы (по-лиэфиракрилат МГФ-9), алифатические эпоксидные смолы (ДЭГ-1; ТЭГ-1), пластификаторы — сложные эфиры органических кислот (ДБФ: ДБС: ДОС), дегтепродукты (пековый дистиллят, сланцевые фенолы) и растворители (ацетон, ксилол и др.). Эффективность модификации полиэфиракрилатами и алифатическими эпоксидными смолами по сравнению с другими модификаторами выше, так как они в процессе отверждения вступают в соединение с диаиовыми смолами и отвердителями.
Модификация эпоксидных смол позволяет вводить в них значительные количества наполнителей, существенно снижающих стоимость гидроизоляционных и противокоррозионных составов. Снижение вязкости смол облегчает также процесс их приготовления и нанесения. При модификации эпоксидных смол существенно увеличивается время их отверждения, что также влияет на технологию приготовления и нанесения составов и позволяет увеличить объем состава, единовременно приготовляемого для нанесения.
Эпоксидные смолы и компаунды отверждают, вводя отвердите-ли, в результате действия которых эпоксидные смолы и компаунды из термопластичных становятся термореактивиыми. В зависимости от вида отвердителя процесс может протекать либо при обычной температуре, либо при нагревании. В построечных условиях наибольший интерес представляют отвердители, не требующие нагревания (т. е. холодного отверждения). Для холодного отверждения смол могут применяться амины или аминоэфиры: полиэтиленполиамин ЩЭПА), гексаметилеидиамии (ГМДА), аминоэфир на основе гекса-метилендиамииа и бутилметакрилата (ГМБ), аминоэфир на основе диэтилентриамина и бутилметакрилата (ДТБ). Для отверждения эпоксидных смол в условиях строительной площадки без подогрева наиболее широко применяются полиэтилеиполиамин (ТУ 6-02-594-70) и гексаметилендиамин (ВТУ РУ 1072-54).
Полиэтиленполиамин — низковязкая маслянистая жидкость желто-коричневого цвета, прозрачная, со специфическим запахом, хорошо совмещается с эпоксидными смолами. Полиэтилеиполиампи ядовит: при попадании в организм в больших дозах приводит к нарушению дыхания и центральной нервной системы, при действии на кожу вызывает дерматиты, опасен для глаз. Полиэтнлеиполиамин следует хранить и транспортировать в герметических стеклянных бутылях вместимостью от 1 до 40 л. Бутыли должны быть заполнены не больше чем на 95% по объему. Прн хранении необходимо оберегать емкости с полиэтиленполиамином от прямого солнечного свега.
Гекса.метилеидиамии — твердый мелкокристаллический порошок с температурой плавления +42 °С. Гексаметилендиамин ядовит: при , попадании в организм действует на сердечно-сосудистую систему, об-ладяет местным действием па кожу (омертвение), опасен для глаз.. Для введения в эпоксидные композиции гексаметилендиамин необ-j ходимо предварительно расплавлять, что затрудняет его применение! в построечных условиях, либо растворять в этиловом спирте и применят1, в виде раствора 50%-ной концентрации.
Аминоэфиры ГМБ и ДТБ являются низковязкими жидкостями | красно-коричневого цвета.
При использований в качестве отвердителей амнноэфиров время отверждения смол и компаундов увеличивается в 3—4 раза.
Кроме отвердителей типа аминов и аминоэфиров для отверждения эпоксидных смол применяют также низкомолекулярные полиамидные смолы марок Л-18, Л-19, Л-20, Л-21, CIS, С-19, С-20 (МРТУ№ 6-05-1123-68).
Низкомолекулярпые полиамидные смолы являются разжижителями и пластификаторами эпоксидных смол, они увеличивают время отверждения композиций и обладают более низкой физиологической активностью в сравнении с аминами. Реакция отверждения протекает с меньшим выделением тепла.
Однако при повышенном содержании полиамидной смолы в компаунде процесс взаимодействия ее с эпоксидной смолой проходит не полностью, что несколько ухудшает физико-механические свойства отверждениого компаунда.
Свойства отвержденпых эпоксидных смол и компаундов зависят от вида смол и отвердитслей и состава компаунда. При использовании отвердителей холодного отверждения свойства смол и компаундов изменяются в пределах, указанных в табл. 9. Отвержденные эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к различным материалам, высокой химической стойкостью и теплостойкостью.
Полиэфирные смолы, применяемые для получения гидроизоляционных составов и материалов, включают две основные разновидности ненасыщенных полиэфирных смол (НПС); полиэфирмалеинзты ПП-1, ПН-3, ПН-4 и полиэфиракрилаты МГФ-9, ТГМ-3, ТГМФ-11. Пулиэфнрмалеинаты применяют для приготовления противокоррозионных и гидроизоляционных составов в построечных условиях. Полиэфиракрилаты применяются в качестве пластификаторов эпоксидных смол, а также для изготовления материалов в заводских условиях.
В исходном состоянии НПС представляет собой вязкие жидкости, являющиеся раствором полиэфиров в стироле (полнэфирмален-наты) или бензоле (полиэфиракрилаты). При обычных температурах НПС отверждают, вводя в них специальные инициаторы перекиспого типа (перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, гидроперекись кумола) в количестве 3% массы смолы и ускорители (днме-тиланнлип. иафтепат кобальта, олеат кобальта) в количестве 8% массы смолы.
При отверждении ЫПС нужно соблюдать определенную последовательность введения инициаторов и ускорителей вначале вводят ускоритель, а затем инициатор. Отдельное смешение ускорителя п инициатора не допускается, так как они образуют взрывоопасную смесь. Вследствие повышенной опасности НПС в производстве в настоящее время они не могут быть рекомендованы к широкому применению для изготовления гидроизоляционных составов, но допускаются в порядке опытного строительства.
Фурановые смолы получают поликопденсацией фурфурола или фурфурилового спирта и ацетона. Продукт начальной поликонденсации фурфурола и ацетона — мономер ФА является наиболее широко применяемой разновидностью фурановых смол. После отверждения фураиовые смолы приобретают свойства термореактивных полимеров.
Для холодного отверждения фураиовых смол (мономера ФЛ) применяют бензолсульфокислоту (ТУ МХП 307-54) — кристаллическую массу темно-серого цвета с температурой плавления 60 «С. Бензолсульфокислоту поставляют и хранят в заводской упаковке (металлических бочках, барабанах). Вследствие коррозии тары гарантийный срок хранения бепзолсульфокислоты ограничивается одним годом. При отверждении мономера ФА бензолсульфокислоту вводят в количестве 25% массы мономера ФА.
Отвержденный мономер ФА обладает значительной прочностью, химической стойкостью и водостойкостью, не горит. Мономер ФА хорошо совмещается с эпоксидными смолами, например ЭД-20, ЭД-IG и • различными наполнителями. Совмещенные эпоксифурановые смолы на основе кономера ФЛ и смол ЭД-20, ЭД-16 отверждают совместным введением отвердителей для эпоксидных смол, например ПЭПЛ, и ‘отвердителей дли фурановой смолы, например бензолсульфокисло-«ты. Основными показателями, характеризующими качество мономера ФА, являются плотность, вязкость, растворимость, время полимеризации
Фенолоформальдегидные смолы, применяемые при создании гидроизоляционных материалов и составов, являются жидкими резоль-‘ ными смолами, обладающими типичными термореактивными свойствами. Резольные смолы получают поликондеисацией фенола с избытком альдегида.
Отверждают резальные смоль! либо при нагревании, либо «на холоду», но в течение более длительного времени. Отверждеиные фе-иолоформальдегидные смолы обладают высокими физико-механическими свойствами, хорошей адгезией к различным материалам и теплостойкостью до 130 °С.
Карбамидкые смолы, применяемые для гидроизоляции, являются водорастворимыми низкомолекулярными продуктами поликонденса-Ции. После отверждения приобретают свойства, типичные для термо-Реактивных полимеров. Карбамидные смолы отверждаются либо при нагревании, либо при введении катализатора.
В качестве катализатора применяют 10%-ньтй раствор щавелевой кислоты в количестве Ь 28 мае. ч смолы в зависимости от требуемой скорости отверждения. Свойства отвержденных карбамидных смол близки к свойствам фенолоформальдегидных смол (табл. 10). Они характеризуются высокой прочностью, твердостью и электроизоляционными свойствами.
Кремнийорганические смолы, применяемые в строительстве для пропиточной гидроизоляции, BbinvcKaiOTca промышленностью в виде 3 кремнийорганических жидкостей. Они представляют собой либо водно-спиртовые растворы этилсиликоната (ГКЖ-Ю) и метилсиликона-та натрия (ГКЖ-И), либо 100%-ный полимер этилгидросилоксапа (ГКЖ-94). Кремнийорганические жидкости в виде 5%-ной водной эмульсии или раствора применяют в качестве добавок в бетонгх и растворах для придания им водонепроницаемости либо для пропиточной гидроизоляции бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Полиэтилен в зависимости от способа получения имеет две разновидности: полиэтилен высокого давления (низкой плотности) п полиэтилен низкого давления (высокой плотности). Эти две разновидности отличаются по плотности, механическим свойствам и химической стойкости. Каждая разновидность полиэтилена подразделяется на марки, которые различны по технологическим свойствам (индексу расплава, температуре плавления) и типам использованных стабилизаторов и антиокендантов. Полиэтилен термопластичен. Особенностью его является высокая деформативность при достаточной механической прочности в сочетании с низким водопоглощением и хорошими диэлектрическими свойствами, высокой химической стойкостью.
Полипропилен по своей химической природе является гомологом полиэтилена и во многом подобен ему. Однако полипропилен превосходит полиэтилен по многим показателям технических свойств — механической прочности, теплостойкости, химической стойкости. Значения основных показателей технических свойств полиэтилена и полипропилена приведены в табл. 11.
Поливинилхлорид является распространенной смолой и включает ряд разновидностей: пластифицированный, непластифицирован-ный и хлорированный. Поливинилхлорид термопластичен и обладает хорошими физико-механическими свойствами в сочетании с высокой химической стойкостью. Поливинилхлорид пластифицированный служит основой для получения гидроизоляционных и антикоррозионных листовых материалов: пластикатов и пленок.
На основе поливинилхлорида, подвергнутого термомеханической пластификации, получают конструкционный противокоррозионный материал — винипласт, обладающий высокой механической прочностью.
Полиамидные смолы включают ряд разновидностей, отличающихся друг от друга строением, свойствами и областью применения. В настоящее время для приготовления гидроизоляционных составов применяются низкомолекулярные полиамиды, получаемые поликон-депсадией непредельных кислот растительных масел с полиаминами. Применяются эти смолы в качестве пластификаторов — — отвердителей эпоксидных смол.
Полиизобутилен представляет собой термопластичный каучуко-подобный материал, сохраняющий эластичность при низких температурах вплоть до — 74 °С. В зависимости от относительной молекулярной массы промышленный полиизобутилен подразделяется на — марки. Высокомолекулярный полиизобутилен (П-200) применяют при изготовлении листовых материалов, иизкомолекулярный (П-50, П-30, П-20) — при изготовлении гидроизоляционных и уплотняющих мастик и паст.
Основные разновидности синтетических смол
Синтетические смолы – это высокомолекулярные соединения, которые являются продуктом химической промышленности. Их получают в результате реакций полимеризации или поликонденсации.
Основные разновидности синтетических смол диффренцируют в зависимости от свойств исходного сырья, способа производства и назначения продукта. В настоящее время выделяют следующие типы:
- алкидные,
- аминовые,
- глифтаевые,
- инден-кумароновые,
- карбамидоформальдегидные,
- нефтеполимерные,
- терпеновые,
- фенолформальдегидные,
- эпоксидные.
Алкиды представляют собой сложные эфиры, получаемые в результате реакции многоатомных спиртов с кислотами или их ангидридами. Липкая высоковязкая масса может иметь цвет от темно-желтого до коричневого, и она широко применяется для производства лакокрасочных изделий.
Аминосмолы – это термореактивные синтетические составы, которые являются продуктом поликонденсации аминогрупп с альдегидами, и чаще всего с формальдегидом. Их отличительные особенности – большой разброс оттенков и меньшая влагостойкость, чем у фенопластов.
Глифтаевые смолы являются разновидностью алкидов. Они получаются путем поликонденсации глицерина с фталевым ангидридом.
В процессе коксования угля также получают инден-кумароновые смолы. Они представляют собой термопластичные полимеры: продукт полимеризации фракции каменноугольной смолы.
Самым доступным синтетическим материалом считаются карбамидоформальдегидные смолы. Их получают путем поликонденсации карбамида с формальдегидом. Они довольно широко распространены, и сегодня не составит особого труда, например, купить смолу КФМТ-15 или другую разновидность данных веществ.
Не все знают, что клей КФЖ также относится к карбамидоформальдегидным составам. Он широко используется в деревообрабатывающей промышленности, обеспечивая надежную фиксацию элементов при минимизации времени склеивания.
Составной частью большой группы углеводородных смол являются нефтеполимерные и терпеновые. Первые представляют собой термопластичные полимеры, получаемые полимеризацией жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов. Вторые являются продуктом полимеризации фракций, содержащих терпен, и используются в качестве сырья для лесохимической промышленности.
Фенолформальдегидные смолы образуются при поликонденсации фенола с формальдегидами. Их используют для производства пластических масс, лаков, герметиков, выключателей и другой продукции.
Эпоксидная смола представляет собой олигомеры, которые способны под действием отвердителей образовывать сшитые (трехмерные) полимеры. Вопреки ошибочному мнению, меламиновая смола не относится к этой группе и имеет ряд преимуществ, в частности экологичность и высокие характеристики конечного продукта в результате ее применения.
Источник: building-ooo.ru
Синтетические смолы. Области применения
Синтетические смолы были изобретены в первой половине прошлого века. Данное событие можно считать революционным, так как этот продукт заменил природные смолы и нашел самое широкое применение в различных отраслях строительства, машиностроения, а также в производстве лаков и красок, синтетических материалов и даже медицине.
Немного теории
Синтетические смолы — это высокомолекулярные соединения, которые получают в результате реакций поликонденсации или полимеризации.
Полимеризацией называют процесс соединения определенного количества элементарных мономеров в сложную молекулу без побочных продуктов.
Поликонденсация — процесс преобразования простых молекул в сложную молекулу органического вещества путем возникновения углеродных связей с другими атомами.
В строительстве применяют поликонденсационные и полимеризационные смолы.
Классификация синтетических смол
Синтетические смолы подразделяются на:
- термоактивные
- термопластичные
Термоактивные синтетические смолы обладают пластичностью и плавкостью только в определенных температурных рамках, при превышении которых они переходят в нерастворимое и неплавкое состояние.
Термопластичные синтетические смолы **сохраняют постоянную пластичность и плавкость. В зависимости от способа изготовления смолы, ее назначения и исходного сырья они бывают в виде порошков, блоков, эмульсий, гранул и листов.
Применение синтетических смол
Синтетические смолы нашли настолько широкое применение практически во всех сферах промышленности и строительства, что проще перечислить области, где они не применяются. Тем не менее, попробуем разобраться в этом многообразии.
Синтетические смолы широко используются в производстве компаундов (изоляционная пропитка), клеев, лаков и красок, фрикционных и абразивных материалов.
Благодаря способности синтетических смол к полимеризации, они играют серьезную роль в изготовлении пластика, искусственного камня и окон ПВХ.
Смолы в отверждённом состоянии отличаются высокой адгезией к бетону, металлу, стеклу и прочим материалам.
Синтетические смолы характеризуются повышенной механической и химической прочностью, устойчивостью к влиянию влаги и температур.
Лакокрасочные материалы, изготовленные на основе синтетических смол, имеют высокую устойчивость к истиранию, высыхают в течение нескольких часов после нанесения, образуют водостойкие и твердые покрытия.
Искусственные камни, производимые на основе синтетических смол, широко используют при изготовлении подоконников, раковин, столешниц, мебели и пр. Эти материалы выгодно отличаются от других тем, что они практически не подвержены механическим воздействиям, влиянию химических препаратов и влаги, температурным колебаниям. Изделия из искусственного камня не теряют своей внешней привлекательности и целостности. Искусственный камень визуально практически не отличается от природного камня.
Отдельное внимание следует уделить полимерным монолитным покрытиям полов на основе синтетических смол. Высокая устойчивость к износу, температурным колебаниям, химическим агрессиям, сопротивление скольжению, устойчивость к, долговечность, простота ухода и уборки, минимальные затраты на ремонт и обслуживание, гигиеничность, сохранение внешней привлекательности на протяжении всего срока эксплуатации — это далеко не полный список достоинств таких полов. Монолитные полимерные покрытия оптимально подходят как для мест общественного пользования, так и для жилых помещений.
Клеи на основе синтетических смол дают соединения высочайшей прочности, обладают стопроцентной водостойкостью. Оклеенные поверхности не подвержены воздействию грибков и плесени. В зависимости от вида смол, используемых при производстве клея, они пригодны для склеивания любых поверхностей, от дерева до металла.
Источник: www.diy.ru
Какая бывает смола
Сегодня в сфере промышленного производства, строительстве, отделке и гидроизоляции широко используются вещества, имеющие в своем составе смолу. Благодаря отличным свойствам в плане гидроизоляции, данное вещество имеет широкую сферу применения, отличается долговечностью и надежностью.
Что такое смола?
Любая смола представляет собой жидкость очень плотного состава, обладающую тягучими свойствами и сильной прилипаемостью к различным материалам. Однако если раньше использовалась только природная смола в виде сгущенного дегтя, вытопленного из деревьев хвойных пород, то сегодня в основном применяется продукт ее синтетического производства. Представленные сегодня на отечественном рынке смолы можно разделить на следующие категории:
Эпоксидная смола
Данный вид смолы представляет собой олигомерное соединение синтетического типа, которое применяется исключительно в соединении с отвердителем. В то же время в продаже имеются комбинированные варианты эпоксидных смол, которые в зависимости от своего состава могут давать как твердые, так и мягкие материалы. Чаще всего такое вещество используется для надежной полимеризации изделий, а поэтому относится к разновидности клеевых составов. Сфера применения эпоксидной смолы – пропитка стекловолокна, покрытие для гидроизоляции, радиоэлектроника и электротехника.
Цена
Стоимость изделия марки ЭД-20 колеблется в диапазоне 250-290 руб./кг., причем расфасовка может быть в 5, 20 и 50 кг.
Смола композитная
Применяется при изготовлении композитной арматуры…
Такой вид смолы представляет собой смесь полиэфирной смолы и отвердителя, в результате чего вещество приобретает необходимые для производства технические характеристики. С помощью композитной смолы получают новейшие дисперсно-упрочненные материалы, которые имеют уникальные свойства в плане ударопрочности, устойчивости к вибрациям, всевозможным нагрузкам. Смолу композитную используют для пропитки армирующих волокон, холодного прессования компонентов, плазменного намыливания, производства стеклопластиковых изделий.
Цена
Купить такую смолу сегодня можно по цене от 630 до 700 руб. за 1 кг., причем расфасовка, обычно, производится в специальные канистры.
Полиэфирная смола
Современная полиэфирная смола является продуктом переработки нефти и производится на химических фабриках с использованием гликолей, многоосновных кислот и ангидридов. В продажу такой материал поступает уже в разбавленном состоянии, поскольку в такую смолу добавляется стирол. По своим физико-химическим характеристикам изделие отличается очень быстрым отвердеванием, отличной стойкостью к перепадам температур, нулевой гигроскопичностью. Сфера применения материала включает в себя судостроение и работы по обработке днища лодок, производство полимерных материалов и стеклопластика.
Цена
Минимальная цена полиэфирной смола – 160 руб. за 220 кг., а максимальная – 179 руб. за 220 кг.
Ионообменная смола
Комплексная ионообменная смола представляет собой синтетическое соединение с макропористой структурой и трехмерной гелиевой пленкой. Это твердые полимеры, набухающие в электролитных растворах и нерастворимые в обычной воде. Получают ионообменную смолу путем полимеризации и поликонденсации, а применяют чаще всего при очистке сточных вод, в качестве главного катализатора органического синтеза, регенерации отходов при металлообработке.
Цена
Купить такую смолу можно по цене с 80 до 230 руб./л.
Сегодня широкую популярность получили наливные полы с 3D эффектом, которые стали возможным благодаря использованию прозрачной эпоксидной смолы. Благодаря добавлению специальных ингредиентов, поверх нанесенного на виниловую пленку рисунка наносится такая смола, которая поле высыхания образует прочную и очень устойчивую к нагрузкам пленку.
Источник: www.ktovdome.ru
Синтетические смолы: производство, состав, структура и область применения
Химические вещества применяются на разных стадиях производственного процесса и в быту. Одной из таких разновидностей являются синтетические смолы. Эти вещества отличаются составом и областью применения. Назначение искусственных смол может быть самым разнообразным. В зависимости от способа производства и состава определяются основные их характеристики.
О смолах искусственного происхождения пойдет речь далее.
Общее описание
Производство синтетических смол активно началось в начале прошлого века. Искусственные полимеры имеют ряд характерных отличий от натуральных разновидностей. Дело в том, что состав, созданный человеком, имеет особые свойства. Их можно задать еще на этапе изготовления. Составы могут значительно отличаться, что определяет их область применения.
Сегодня ежегодно в мире производится около 5 т искусственных полимеров. Синтетические смолы и пластмассы получают в результате переработки угля, нефти, газа или иных природных компонентов. Химические соединения, которые получаются таким способом, обладают низкой молекулярной массой. Причем они могут выпускаться не только в виде липкой густой смеси. Это может быть также порошок или гранулированная субстанция.
Синтетические и натуральные смолы, затвердевая, обеспечивают качественное сцепление с разными материалами. У полимерных составов эта характеристика выражена больше. Когда искусственная смола затвердевает, она может образовывать отличное сцепление с бетоном, металлом, стеклом и прочими стройматериалами. Процесс отвердевания в этом случае происходит под воздействием высоких температур или катализаторов. В некоторых случаях в процессе создания качественного соединении дополнительно применяется прессовка.
Некоторым искусственным составам для отвердения нужно только время. В результате получается устойчивое к различным неблагоприятным условиям вещество, которое не боится перепадов температуры, механических воздействий. Они не разрушаются под воздействием воды, щелочи, кислоты, бензина или масла.
Такие особенности определяют область применения представленных составов. Они стабильные, в отличие от природных аналогов, характеризуются высокими эксплуатационными качествами. Область их применения обширна.
Особенности производства
Синтетическая смола – полимер, который получают в ходе определенных химических реакций. В результате производится высокомолекулярное соединение, обладающее заданным набором качеств. Смолы искусственного происхождения получают в результате поликонденсации или полимеризации. Эти два процесса основаны на разных принципах.
Полимеризация представляет собой ряд реакций, в ходе которых соединяется заданное количество элементарных составных частей в сложные молекулы. При этом побочные продукты не образуются.
Поликонденсация представляет собой процесс, в ходе которого простые молекулы преобразуются в сложные соединения, создавая органические вещества. Это происходит путем создания новых углеродных связей с прочими атомами.
Сегодня в разных сферах человеческой деятельности применяются обе разновидности смол. Выбор типа материала зависит от требований к результату производимых работ. В ходе производства синтетических смол и пластмасс получают две разновидности составов:
- термоактивные;
- термопластичные.
Термоактивные смолы искусственного происхождения представляют собой вещество, способное плавиться только в определенном температурном диапазоне. Если же окружающая среда не соответствует заданным рамкам, вещество становится неплавким и нерастворимым. Причем подобное свойство появляется как при повышении, так и при понижении температуры свыше установленного предела.
Термопластичная смола искусственного происхождения сохраняет пластичность и плавкость при любых условиях. В зависимости от типа исходного сырья, способа производства может получаться эмульсия, порошок, гранулы, блоки или листы полимерного материала.
Применение
Синтетические и натуральные смолы применяются в разных областях деятельности человека. Но искусственные варианты получили большее распространение благодаря своим особым качествам. Проще перечислить сферы, где подобные вещества не применяются, чем наоборот. Область их использования обширна.
Одной из основных сфер применения синтетических смол является производство лаков, красок, клеевых составов, а также абразивов. Благодаря своей способности полимеризоваться, подобные вещества обладают особыми свойствами, которые требуются в процессах изготовления искусственного камня, пластика, а также ПВХ.
Благодаря своей хорошей адгезии смола образует качественное соединение с бетоном, металлом, стеклом, а также целым перечнем иных материалов. Искусственные полимерные составы устойчивы к различным неблагоприятным условиям.
Существует множество материалов на основе синтетических смол. Из полимеров сегодня изготавливают искусственный камень. Из него производятся различные изделия, например, подоконники, раковины, столешницы и различная мебель.
Из таких материалов создается монолитное покрытие для пола. Применяются синтетические смолы и в деревообработке. Они позволяют создать качественное покрытие для натуральных материалов. В строительстве, разных отраслях промышленного производства используются самые разные смолы искусственного происхождения. Даже в медицине и бьюти-индустрии подобные составы нашли свое применение.
Эпоксидные смолы
Сегодня выпускается множество видов синтетических смол. Наиболее известные и широко применяемые полимерные составы следует рассмотреть подробнее.
Одной из самых популярных разновидностей является эпоксидная смола. Состав может иметь жидкую консистенцию или производиться в твердой форме. Это вещество не имеет цвета. Эпоксидные смолы двухкомпонентные, требуют применения отвердителя. Без катализатора состав не застынет.
Чтобы полимеризация проходила быстрее, нужно увеличить температуру смолы.
Эпоксидная смола обладает хорошей адгезией. Это позволяет скрепить керамику, металл, фаянс и ряд иных материалов. В чистом виде эпоксидная смола похожа на мед.
Это вещество получается в ходе поликонденсации фенола и эпилхлоридрина. В реакции также участвуют амины и спирты. В этой категории существует несколько веществ, которые несколько отличаются своими качествами. Так, полиэпоксиды обладают малой плотностью и способны хорошо скрепляться с металлом, камнем. При этом материал практически не дает усадки, устойчив к воздействию кислоты.
Эпоксидно-диановые вещества неотверждаемого типа – это термореактивные синтетические смолы. Они могут иметь оттенок от желтого до коричневого. Вязкость может быть разной. Это материалы, которые могут быть как жидкими, так и твердыми. Растворяется эпоксидно-диановая смола в диоксане, эфирах.
Отвержденные разновидности эпоксидных смол являются нерастворимыми. В качестве катализатора могут применяться полиамиды, фенолформальдегиды и т. д.
Эпоксидные полимеры применяются в ходе производства клеев, которые применяются для создания прочного соединения природного камня, бетона, керамики и т. д.
Полиэфирные и акриловые смолы
В сфере производства синтетических смол и пластмасс выделяется такая разновидность, как полиэфирные составы. Этот материал создается в процессе переработки спиртов. Такая смола позволяет создать менее прочное соединение, чем эпоксидный состав. Но благодаря особенностям производства полиэфирные разновидности стоят дешевле. При этом с подобными смолами проще работать.
Самыми крупными потребителями продукции этого типа являются отрасли авто- и кораблестроения, производство осветительной техники. Полиэфирные смолы также нужны при производстве перегородок, душевых кабин и подоконников. Представленный материал легко гнется после затвердевания, может быть окрашен при помощи соответствующих составов.
Акриловые синтетические смолы применяются в ходе производства пластмасс, мозаики, искусственного камня. Также подобные составы широко применяются в ходе строительно-ремонтных работ в ванных комнатах, душевых, при обустройстве фонтанов, душевых кабинок и прочего. Акриловая смола становится твердой быстро. Материал менее токсичен, чем перечисленные ранее составы.
Акриловые смолы применяют в качестве самостоятельного материала или при изготовлении иных составов. В них добавляют песок, мраморную крошку, а также различные пигменты. Поэтому акрил может иметь самые разные оттенки. В эту смолу можно добавить не более 50% дополнительных компонентов.
Акрил требует применения отвердителя. После процесса полимеризации состав получается абсолютно непористым, что значительно повышает эксплуатационные качества. Это значительно расширяет область применения материала. Из-за отсутствия пор в составе изделие не будет окрашиваться при попадании на поверхность красящих веществ.
Если из акрила сделана столешница, сок свеклы не оставит на ней следа. Материал способен выдержать нагрев до 70 ºС. Формы для изготовления подобной продукции изготавливают из гипса, силикона или стекла.
Полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные смолы
Если сравнивать смолы природные и синтетические, у последних гораздо больше положительных эксплуатационных качеств. В эту категорию входит множество иных разновидностей составов.
Часто в современной промышленности изготавливают и применяют полиэтиленовые смолы. Они обладают высокими показателями гибкости, которая сохраняется даже при значительном понижении температуры (вплоть до -60 ºС). Материалы из полиэтиленовых смол водостойкие, не подвержены негативному влиянию агрессивных химических веществ. Поэтому представленная разновидность смол применяется при создании гидроизоляционной пленки, а также водопроводных коммуникаций. Из полиэтиленовых смол изготавливают трубопроводы для химически активных веществ, а также предметы для медицинского, санитарно-гигиенического оборудования.
Еще одной популярной разновидностью сегодня являются полипропиленовые смолы. Их получают в ходе полимеризации пропилена. Это газ, который получается в процессе крекинга продуктов нефтеперерабатывающей промышленности. На основе синтетических смол из полипропилена изготавливают трубы, декоративные материалы, непроницаемые для газа пленки, а также детали для химической аппаратуры.
Еще одной известной в современной промышленности разновидностью смол является поливинилхлорид. Он получается в ходе полимеризации. В процессе применяется винилхлорид – газ, который имеет запах эфира и не имеет цвета.
Смола из поливинилхлорида производится в виде гранул. Материал устойчив к высоким температурам, не теряет своих качеств на морозе. Также он обладает диэлектрическими свойствами. Этот материал широко применяют для производства гидроизоляции, линолеума, пленок для натяжных потолков, декоративных материалов и т. д.
Полиизобутил, полистирол, винилацетат
Широко применяются современной промышленностью полиизобутиловые смолы, которые получаются в процессе полимеризации при температуре около 100 ºС. Это материал напоминает по виду каучук. Он эластичен, применяется в качестве противокоррозионного компонента. Он не пропускает воду, поэтому металлические поверхности надежно защищены от окислительных реакций. Из полиизобутилена изготавливают лаки, мастики.
Полистирольные синтетические смолы получают с помощью процесса полимеризации. В результате получается бесцветная смола, которая применяется для производства эмалей, латекса, а также гидроизоляционных пленок. Также из полимера создаются утеплительные материалы.
Поливинилацетатные смолы представляют собой полимеры, созданные из сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта. Это бесцветная жидкость, характеризующаяся высокой подвижностью.
Материал не обладает устойчивостью к воздействию щелочей и кислот. В воде поливинилацетат набухает слабо. Он растворяется в сложных эфирах и спиртах, а также в ароматических углеводородах.
Материл позволяет создать прочное соединение камня, стекла. Поэтому поливинилацетат широко применяют при производстве лаков и клеевых составов. При внутренней отделке здания эти материалы также широко используют.
Полиакрилатные смолы
На основе акриловой смолы производят поликрилатные составы, добавляя при производстве метакриловую кислоту. Это стекловидная прозрачная масса, которая применяется при производстве различных пленок, растворов. Например, из полиакрилата создается материал, которым покрывают бетон для придания ему водоотталкивающих качеств. Также из него изготавливают различные грунтовки для внутренних работ.
Поликонденационные полимеры производятся особым способом. В ходе подобного процесса образовывается высокомолекулярное вещество посредством соединения значительного количества однотипных или разнотипных молекул. Для этого смешивают низкомолекулярные компоненты. Реакция происходит с выделением воды, аммиака, хлористого водорода.
Формальдегидная группа
Рассматривая разновидности синтетических смол, стоит обратить внимание также на формальдегидную группу. Одним из подобных веществ является фенолформальдегид. Эту смолу получают посредством соединения различных фенолов и формальдегида.
В результате получается вещество, отличающееся высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам. Этот материал применяется при производстве древесноволокнистых, древесностружечных плит. Также он участвует в процессе производства слоистого пластика, клеевых составов, мастик, лаков.
Самыми известными материалами на основе фенолформальдегидных смол являются бакелитовый лак, полимер Б. Этот материал позволяет создавать стойкие к химическим веществам покрытия, применяется в ходе склеивания горячим способом асбестоцемента, при склеивании различных строительных материалов.
Аминоформальдегидные составы получают в результате поликонденсации меламина и формальдегида с мочевиной. При этом создаются строго регламентированные условия. В результате получается бесцветное вещество, которое стоит относительно недорого. Оно применяется для создания теплоизоляции, клеевых составов и слоистых пластиков.
Полиуретановые смолы
Полиуретановые смолы являются полимерами кристаллического типа. Они характеризуются высокоплавкими качествами. Эти смолы получаются в процессе реакции диизоцнанатов и многоатомных спиртов. Вещество плавится при низкой температуре, обладает незначительной гигроскопичностью. Полиуретановая смола устойчива к воздействию атмосферных явлений, кислорода, озона, а также щелочей и кислот.
Полиуретаны применяют для создания клеев. Они используются для склеивания каменных плит, прочих строительных материалов.
Многие полимеры применяются в строительной, деревообрабатывающей, машиностроительной и прочих отраслях современного производства. Они обладают требуемыми качествами, создавая долговечные, прочные соединения, водонепроницаемые покрытия.
Источник: fb.ru