Свойства нефтеполимерных смол (НПС). Сырье для получения НПС. Структура эпоксидной смолы. Схема ее производства в жидкой фазе. Технология приготовления эпоксидного клея. Физико-химические и механические свойства герметиков. Области применения материалов.
Аннотация к работе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Кафедра "Технология органических веществ и полимерных материалов".2 Состав эпоксидного клея 2.4 Зависимость реакции полимеризации эпоксидного клея от температурыВ качестве исходного сырья для синтеза нефтеполимерных смол используют продукты нефтепереработки и нефтехимии, содержащие непредельные углеводороды. Это главным образом фракции, выделенные из продуктов пиролиза жидкого и газообразного нефтяного сырья, некоторые продукты каталитического и термического крекинга. Доступным и дешевым источником сырья для производства НПС являются жидкие продукты пиролиза углеводородов, получаемые при производстве этилена. Смолы, полученные полимеризацией фракции С5, в основном состоящей из пиперилена, циклопентадиена, изомерных пентенов и пентанов. Смолы, получаемые из фракции С8 - С10, преимущественно из С9.Впервые эпоксидная смола была получена французским химиком Кастаном в 1936 году. В СССР первые предприятия по производству эпоксидных смол были запущены в 1960-х годах в Дзержинске, Сумгаите, Котовске, Уфе и Ленинграде. Такое широкое строительство было продиктовано широкой потребностью материалов на основе эпоксидных смол в народном хозяйстве, а также в военно-промышленном комплексе.Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых масел, скажем соевого. Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений. Эпоксидные соединения в неотвержденном состоянии представляют собой в зависимости от молекулярного веса вязкие жидкости или твердые продукты с относительно невысокой температурой плавления, хорошо растворимые в низших кетонах, толуоле, хлорированных углеводородах и других органических растворителях. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена - переведена в твердое неплавкое и нерастворимое состояние. Существует способ получения нефтеполимерных смол инициированной полимеризацией непредельных соединений фракции жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина, выкипающей при температуре 130-200 °С, в этом случае инициатором полимеризации служит озонированная нефтеполимерная смола.Как пример - добавление лапроксидов (простых полиэфиров спиртов, содержащих глицидиловые группы, например ангидрида глицерина) в зависимости от функциональности и молекулярной массы придает отвержденной смоле эластичность, за счет увеличения молекулярной массы межузлового фрагмента, но понижает ее водостойкость. Добавление галоген-и фосфорорганических соединений придает смоле большую негорючесть. Добавление фенолформальдегидных смол позволяет отверждать эпоксидную смолу прямым нагревом без отвердителя, придает большую жесткость, улучшает антифрикционные свойства, но понижает ударную вязкость.Эпоксидные смолы стойки к действию галогенов, некоторых кислот (к сильным кислотам, особенно к кислотам-окислителям, имеют слабую устойчивость), щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. Из эпоксидных смол готовят различные виды клея, пластмассы, электроизоляционные лаки, текстолит (стекло-и углепластики), заливочные компаунды и пластоцементы. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя, выглядит как прозрачная жидкость желто-оранжевого цвета напоминающая мед, или как коричневая твердая масса, напоминающая гудрон. Все смолы нефтеполимерной группы неплохо растворяются в углеводородных соединениях, в сложных эфирах, производных от уксусной кислоты и кетонов, не растворяемых в спиртах низшей группы.Эпоксидные клеи применяются в различных областях техники изза ценных свойств: высокая адгезия к самым разным материалам, хорошие физико-механические свойства, малая усадка при отвердевании, высокая химическая стойкость, отличные диэлектрические характеристики. Эпоксидные клеи, как правило, состоят из двух компонентов: непосредственно смолы и сопутствующего отвердителя. Процесс полимеризации эпоксидного клея - это химическая реакция между смолой и отвердителем, в ходе которой происходит выделение тепла. При отсутствии должного отвода тепла от клеевой массы возможен самопроизвольный разогрев, в случае с клеем ЭДП иногда температура поднимается до 50-60 градусов по Цельсию. В случае использования эпоксидного клея для художественных заливок от них можно избавиться следующими методами - позволить отстояться смеси, дождаться когда пузыри всплывут, попробовать повысить текучесть смолы, повышая ее температуру, а также физически удалять пузырьки, прилипшие к поверхностям формы с помощью иголки.