Полиэфирная и эпоксидная смола в чем разница

В прикладной химии используется большое количество смол — винилэфирные, акриловые, полиуретановые и т.д. Однако вне промышленного производства, в домашних условиях массово применяются две разновидности смол: полиэфирные (ПС) и эпоксидные (ЭС). В огромном количестве случаев (например, изготовление обвеса для автомобиля) они более или менее взаимозаменяемы. Тогда какую выбрать? Давайте рассмотрим различия между ними, что у них общего, преимущества и недостатки каждой.

И эпоксидные, и полиэфирные смолы относятся к термореактивным пластмассам. Это значит, что после отверждения их нельзя вернуть в жидкое состояние (те смолы, которые можно расплавить нагреванием, называются термопластичными). Эпоксидные смолы двухкомпонентные: собственно смола и отвердитель. Комбинируя эти компоненты и различные добавки и присадки, можно получить огромное количество смесей, отвечающих любым требованиям. Например, смола ЭД-20 + прозрачный отвердитель ТЭТА + присадка-пластификатор ДБФ дадут почти прозрачную и устойчивую к ударам (пластичную) смесь. Смола ЭД-16 + отвердитель Этал-45М дадут высокопрочную тёмно-коричневую смесь.

Преимущества эпоксидных смол:
— Высокая прочность и устойчивость к износу.
— Мощное клеевое соединение. Эпоксидная смола — очень крепкий и надёжный клей с высочайшей адгезией. Хорошей иллюстрацией этих двух свойств является ситуация, когда поверх полиэфирного стеклопластика приклеивают какую-либо деталь с помощью ЭС. Если к детали приложить чрезмерное усилие, то она не оторвётся сама, а вырвет кусок полиэфирного стеклопластика: клеевой шов на ЭС будет прочнее всей конструкции на ПС.
— Малая усадка. Большинство пластмасс при отверждении несколько деформируются, но у эпоксидных систем эта деформация минимальна.
— Высокая водонепроницаемость. В силу этого свойства для изготовления лодок и катеров используются только эпоксидные системы.

Недостатки эпоксидных смол:
— Медленная полимеризация (пользоваться изделием можно спустя сутки, а если подразумеваются сильные нагрузки — трое суток).
— Стоимость выше, чем у полиэфирных.
— Экзотермическая реакция в ходе отверждения повышает их текучесть, и работать на вертикальных поверхностях вкупе с медленной полимеризацией довольно сложно.

Резюмируя, можно сказать, что эпоксидные смолы намного прочнее и долговечнее, но дороже и медленнее.

В отличие от эпоксидных смол, полиэфирные могут отверждаться без добавления дополнительных компонентов. Дело в том, что реакция отверждения начинается ещё в процессе изготовления смолы на заводе, но она занимает очень много времени. Поэтому дополнительные компоненты, которые продаются в паре с ПС, являются не участниками хим.реакции, а её ускорителями (катализаторами). После добавления катализатора ПС отверждается за короткий срок, обычно менее часа.

Преимущества полиэфирных смол:
— Низкая стоимость.
— Быстрое отверждение.
— Отсутствие выраженного изменения вязкости.

Недостатки полиэфирных смол:
— Невысокая прочность.
— Плохие гидроизоляционные свойства.
— Короткий срок годности, что связано с тем, что они способны отверждаться и сами, без катализатора (покупать ПС можно только свежей).
— Воздух для ПС является ингибитором, и та её поверхность, которая контактирует с воздухом при отверждении, может оставаться липкой бесконечно. Это требует дополнительных манипуляций (например, покрытие плёнкой ПВА) и т.д.

Резюмируя, можно сказать, что полиэфирные смолы слабее с конструкционной точки зрения (хотя и вполне пригодны для изготовлнения декоративных деталей, не подвергающихся нагрузкам, например, автомобильных бамперов), а их основное достоинство — дешевизна.

Выводы: Исходя из перечисленных выше свойств, можно вывести следующие закономерности: Эпоксидные смолы рекомендуется использовать в судостроении (и других типах работ, требующих гидроизоляции), изготовлении прочностных изделий, а также для склейки «на века». Хорошей иллюстрацией будет то, что ЭС используются в авиа- и ракетостроении. Полиэфирные смолы чаще используют для автотюнинга, при формовании (например, небольших декоративных фигур), а также в подобных отраслях, где низкая стоимость и простота работы важнее прочности и устойчивости.

Эпоксидка или полиэфирка? что лучше и их свойства. раздница эбоксидной смолы и полиэфирной. Многие другие смолы кому интересно.

в этом блоге я опишу что такое эпоксидка и что такое полиэфирка. объем информации большой так что кто не любит читать много можете даже не начинать. Все началось с того что искал какая смола подойдет лучше для бампера. как понял не я один этим занимаюсь но конретного не чего не нашел. сколько людей столько и мнений пришлось поглатить столько информации которую хочу донести до вас. ну что начнем.,

стеклопластиковый ламинат состоит из двух материалов, которые в сумме обладают более высокими характеристиками, нежели каждый из них в отдельности. Один из компонентов, стекловолокно. Второй элемент композита — смола. Наука, занимающаяся пластиками создала такое количество различных видов смол, что остается только диву даваться, как самим химикам еще удается в них ориентироваться. Однако применительно, мы имеем дело всего с несколькими их типами.

Два вида смол, наиболее часто применяемые- это эпоксидные и полиэфирные. Для начала мы уделим немного внимания эпоксидным смолам, в силу редкости их применения. Абсолютное большинство смол, использующихся так называемые ненасыщеные полиэфирные

Как эпоксидные, так и полиэфирные смолы относятся к разряду термореактивных смол. Это означает, что их отверждение происходит за счет химической реакции и впоследствии их нельзя вернуть назад в жидкое состояние путем теплового воздействия (как это возможно с термопластичными смолами). Термореактивные смолы представляют собой сиропообразные жидкости различной степени вязкости и обладают рядом специфических свойств, которые мы подробно рассмотрим, чтобы предоставить возможность осознанного выбора исходя из поставленной цели.

ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ
Эпоксидные смолы имеют малое распространение в первую очередь из-за своей дороговизны. Но не только по этому есть и другие причины (далее это станет очевидно) : главным образом потому, что в большинстве случаев полиэфирные смолы с запасом отвечают поставленным требованиям и оттого необходимость в применении эпоксидных отсутствует.

Эпоксидные смолы состоят из двух компонентов, которые при смешивании вступают в реакцию и полимеризуются. Компонент, вызывающий полимеризацию, обычно именуют отвердителем. В отличие от полиэфирных смол с их незначительным количеством катализатора, отвердители для эпоксидных смол составляют значительную долю в составе рабочей смеси. Соотношение смолы с отвердителем может лежать в широком диапазоне в зависимости от ее состава. К примеру, одни эпоксидные смолы требуют соотношения 1:1 , а другие — 5:1. От невероятно широкого ассортимента смол и отвердителей у новичка голова может пойти кругом.

Меняя комбинации смол и отвердителей, грамотный химик способен получить эпоксидные композиции, обладающие самыми различными свойствами. Некоторые из этих свойств могут оказаться полезными для наших с вами целей, хотя в большинстве случаев это не так. Чтобы подобрать композицию, необходимо либо обладать солидным запасом знаний и опыта, либо абсолютно доверять ее этикетке.

Может возникнуть вопрос — а зачем вообще нужны эпоксидные смолы? Если не вдаваться в детали — у эпоксидных смол выше прочность клеевого соединения (как клей они идеальный материал), у них меньше усадка, в отвержденном состоянии они меньше фильтруют влагу, лучше противостоят абразивному износу и обладают лучшими физико-механическими свойствами. Существует бесконечное множество комбинаций и вариаций эпоксидных смол и для узкоспециальных целей производители имеют возможность предложить составы с такими характеристиками, достичь которых полиэфирные смолы не смогут никогда.

Все эти достоинства эпоксидных смол тем не менее не отменяют их недостатков, когда речь заходит о производстве стеклопластика. В первую очередь имеется в виду рост затрат. Эпоксидные смолы требуют более аккуратного обращения (хотя можно оспорить данный пункт после изучения вредностей полиэфирных смол). Эпоксидные смолы медленнее полимеризуются, и это тормозит производственный процесс (одна из главных причин, почему производители их сторонятся), они сложнее в обработке, в особенности при изготовлении на болване.
Другая проблема эпоксидных смол связана с их свойством терять вязкость при повышении температуры в ходе экзотермического отверждения. Это создает трудности при работе со смолой на вертикальных и наклонных поверхностях и в паре с медленным отверждением делает работу по ламинированию в таких условиях крайне утомительной. Эпоксидные смолы используются для приклеивания тканых материалов к заполнителям типа пенопластов, однако применение большинства видов эпоксидных смол для пропитки стекломата обычно лишено смысла — мат потребляет огромное количество смолы и стоимость обычно будет значительно выше, чем с применением полиэфирной смолы. Можно возразить, что лучшая адгезия эпоксидной смолы позволяет избавиться от использования стекломата между слоями тканых материалов и (вероятно) получить в результате стеклопластик с более высокими характеристиками. Несмотря на то, что клеящие свойства эпоксидной смолы выше чем у полиэфирной, прочность эпоксидного стеклопластика выше не в пропорциональной степени.

Тем не менее есть ситуации, где эпоксидные смолы зарекомендовали себя наилучшим образом и, несмотря на ограниченное использование в качестве конструкционного материала, нашли широкое применение, в особенности в качестве клея. При нанесении защитных покрытий на многие материалы или при их склеивании "на века" настоятельно рекомендуются именно эпоксидные смолы. К таким материалам относятся алюминий, сталь, тик, дуб, эвкалипт, туя, кипарис, материалы с непористыми поверхностями. Короче говоря, эпоксидные смолы представляют собой превосходные клеи, чего нельзя сказать про полиэфирные смолы. Несмотря на то, что эпоксидные смолы могут применяться с тканевыми материалами для улучшения их связи или в расчете на жесткую эксплуатацию, высокая стоимость препятствует их широкому применению

Читайте также:  Пароизоляция для тротуарной плитки

Жидкую эпоксидную смолу можно наносить поверх отвержденной полиэфирной и наоборот ; та и другая НЕ ДОЛЖНЫ соприкасаться в неотвержденном или жидком виде. Первая из смол должна быть полностью отвержденной. Также обращаем ваше внимание, что хотя эпоксидные смолы хорошо клеятся к отвержденным полиэфирным, в обратной комбинации полиэфирная смола на эпоксидной держится плохо. Если возникнет необходимость приклеивания к отвержденной эпоксидной поверхности, она должна быть зачищена шкуркой или хотя бы протерта растворителем. Это позволит обеспечить максимально возможную адгезию.

Если при монтаже оборудования на поверхность полиэфирного стеклопластика в качестве клея используется эпоксидная смола (либо иной пригодный для этих целей клей), всегда существует опасность расслоения полиэфирного пластика либо отрыва гелькоута. Нагрузки на приклеиваемую деталь не должны быть направлены на ее отрыв от полиэфирной поверхности, т. к. прочность эпоксидного клеевого шва под деталью превышает прочность связи полиэфирных слоев в ламинате. Поскольку это может привести к его ослаблению или разрушению, всегда следует практиковать механическое крепление к стеклопластику, используя описанные далее методы.

Если вы собираетесь использовать эпоксидные смолы, примите максимальные меры предосторожности, в особенности что касается аминных отвердителей. Многие эпоксидные компаунды могут приводить к серьезным дерматитам, ожогам кожи и проблемам органов дыхания даже у того, кто наивно полагает, что у него иммунитет

встречались люди, которые не внимали этому совету, поскольку работали с эпоксидной смолой голыми руками многие годы и не имели при этом никаких проблем. Затем внезапно, без малейших сиптомов, у них вдруг развивалась сильная сыпь или возникал дерматит, причем иногда в такой степени, что необходима была госпитализация. Поэтому всегда работайте с эпоксидной смолой только в защитной одежде, перчатках и с защитным кремом. При шлифании одевайте очки и респиратор. В рабочую зону необходим приток и циркуляция свежего воздуха. Если эпоксидная смола окажется на коже, ее необходимо немедленно смыть водой с мылом или денатурированным спиртом.

ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ
Физико-механические свойства у полиэфирных смол несколько хуже чем у эпоксидных и их химическая стойкость также ниже. Тем не менее все эти факторы не играют решающей роли и перевешиваются сравнительной дешевизной, возможностью быстрого отверждения при комнатной температуре, простотой изготовления и легкостью в обращении. Долговременная химическая стойкость и долговечность полиэфирных смол считаются вполне достаточными для большинства стеклопластиковых деталей

Полиэфиры — это продукты нефтехимии, берущие свое начало в ходе процесса перегонки нефти. Пускай это покажется чересчур усложненным, но мы все же опишу в общих чертах процесс их производства.

Для приготовления смолы различные ангидриды, многоосновные кислоты, гликоли и стирол получают из бензола, пропилена и этилена, затем они смешиваются вместе и "варятся" в больших емкостях до образования "базовой" смолы. В какой-то момент технологического процесса происходит разбавление базовой смолы стиролом, который составляет значительную часть полиэфирной смолы (от трети до половины конечного продукта). После разбавления смолы стиролом она готова к продаже, необходимо только внести добавки, определяемые спецификой сферы применения конкретной смолы. Естественно, производитель способен играть составом смолы. Он может добавлять в нее различные наполнители, акселераторы и прочие модификаторы, что приводит к появлению множества самых разных полиэфирных смол. Большое значение при этом имеет сфера применения конечного продукта, в чем мы далее убедимся.

Если бы обрисованный выше процесс приготовления полиэфирной смолы был доведен до своего конца, в результате мы получили бы полностью отвержденную массу. Но поскольку мы фактически прерываем этот процесс на полпути, смола оказывается лишь частично полимеризованной. Отгруженная на этой стадии смола хранит в себе запущенную в ходе "варки" реакцию и через достаточный промежуток времени неизбежно перейдет в твердое состояние сама по себе. Именно поэтому приобретать и использовать следует только свежую смолу, старая смола не обладает необходимыми свойствами уже только оттого, что зашла слишком далеко в своей естественной полимеризации. Большинство производителей смол поступает правильно, давая гарантию свежести товара у себя и своих дистрибьюторов. Как правило, срок годности полиэфирной смолы составляет всего шесть месяцев, хотя при надлежащих условиях хранения год или даже два не являются чем-то из ряда вон выходящим. Срок можно продлить и более, если хранить смолу в холодильнике (не замораживая). Смола должна храниться в сухом прохладном месте, куда не попадают прямые солнечные лучи и где температура не слишком превышает +20 градусов.

АКСЕЛЕРАТОРЫ И КАТАЛИЗАТОРЫ
Тот, кто работает со смолой, не может ждать вечность, пока смола затвердеет сама по себе. Чтобы она полностью полимеризовалась ("доварилась"), требуются еще два дополнительных компонента. Первый называется акселератором (или активатором, что одно и то же), а второй катализатором (иногда его называют "отвердителем").

Оба компонента выступают в паре и способствуют ускоренному отверждению смолы. Фактически катализатор выступает тем источником внутреннего теплообразования, за счет которого и происходит отверждение, а акселератор делает этот процесс возможным при естественной температуре без применения внешних источников тепла. В результате процесса полимеризации не образуется никаких побочных продуктов. Именно соотношение этих двух ингредиентов определяет ход отверждения (чаще говорят про время желатинизации) и время, необходимое для превращения смолы в твердое состояние.

Катализаторы и акселераторы являются веществами, которые работают только в определенных комбинациях, и несколько таких комбинаций применяются с полиэфирными смолами. Для большинства работ стандартным акселератором является вещество, именуемое на техническом языке нафтенатом кобальта (жидкость пурпурного цвета), а в качестве катализатора обычно выступает пероксид метил-этил-кетона. Иногда можно услышать как кто-то называет его "МЭК", что совершенно ошибочно. МЭК (без буквы "П") — это метил-этил-кетон, родственный ацетону растворитель и катализатором он не является. Поэтому грамотно будет называть его далее МЭК-пероксидом.

Тепло, производимое этими двумя веществами, когда они смешиваются в смоле, является результатом быстрого окисления, его скорость зависит от количества и пропорций этих компонентов (того и другого требуется совсем немного), окружающей температуры на рабочем месте и еще нескольких дополнительных факторов, о которых мы будем говорить далее. Катализатор в своем чистом виде слишком взрывоопасен, поэтому он поставляется в виде смеси с инертным растворителем и перекисью водорода. Из-за того что у разных производителей катализаторов соотношения могут различаться, характеристики отверждения также могут быть различны. Поэтому, если вы поменяли марку катализатора, сделайте пробу для оценки времени отверждения и конечных свойств смолы.

Было время, когда полиэфирные смолы проступали в продажу, не имея в своем составе акселератора (т. е. были непредускоренными). Акселератор должен был добавляться конечным пользователем наряду с катализатором. Однако иногда случались серьезные инциденты — жестокая практика показала, что когда нафтенат кобальта и МЭК-пероксид встречаются одновременно, возможен их взрыв с последующим пожаром. Это происходит из-за бурного неуправляемого выделения кислорода в ходе реакции между двумя этими веществами.

Как результат, производители сегодня обычно вводят нафтенат кобальта (0.05-0.5% по весу) в смолу еще на заводе (смола называется предускоренной), а катализатор поставляется отдельно и вводится конечным потребителем. И хотя оба вещества по-прежнему можно приобрести по отдельности, важно помнить главное правило безопасности :

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ СМЕШИВАТЬ НАФТЕНАТ КОБАЛЬТА И МЭК-ПЕРОКСИД ОДНОВРЕМЕННО! РЕЗУЛЬТАТОМ МОЖЕТ БЫТЬ БУРНАЯ РЕАКЦИЯ, ПОЖАР И ВЗРЫВ.

При введении катализатора в предускоренную смолу происходит ее отверждение, вызванное тепловой реакцией. Скорость реакции зависит от окружающей температуры и количества катализатора, хотя на нее могут иметь влияние и другие факторы.

К примеру, высокая влажность обычно тормозит отверждение, а низкая ускоряет. При хранении катализаторы теряют свои свойства, поэтому с несвежим катализатором для достижения того же времени желатинизации может потребоваться большее его количество. Смола отверджается быстрее, будучи в компактном объеме и медленнее, будучи распределенной по большой поверхности в форме тонкого слоя (вы можете повысить время жизнеспособности смолы, если воспользуетесь неглубокой широкой посудой или кюветами для краски вместо емкостей цилиндрической формы). Другой способ продлить жизнеспособность — во время перерывов убирать смолу с введенным катализатором в холодильник, поставить емкость на лед или в ведро с холодной водой.

Среднее количество вводимого катализатора составляет 1-2% по весу, но вариации в диапазоне от 0.5% до 5% не сильно повредят конечному ламинату, при условии что ваши обстоятельства того требуют. Вероятно, лучше добавлять катализатор немного выше нормы, чем ниже — по крайней мере пока вы не освоитесь с предметом. И хотя много написано на тему точности дозировки катализатора, после накопления некоторого опыта применительно к своим условиям, вы сможете отмерять нужные количества в основном "на глаз".

Несмотря на то, что рабочая температура окружающего воздуха должна быть +20 градусов и выше, случаются ситуации, когда кому-то нужно работать и в более прохладной обстановке. Для ОЧЕНЬ холодных условий (применительно к стеклопластику, это от +5 до +15 градусов) может потребоваться приобретение специальной низкотемпературной смолы, либо добавка в нее большего количества нафтената кобальта с катализатором. Если смола не полимеризуется за несколько часов, существует опасность того, что ламинат впитает влагу и может сильно потерять в прочности и других физико-механических характеристиках.

Читайте также:  Полки для орхидей своими руками

При температурах ниже +15 С всегда существует опасность неполного отверждения, что грозит серьезными последствиями. Если не позаботиться о поддержании температуры рабочего места, материалов и поверхности матрицы (болвана) на уровне необходимых +20 С и более, сроки полимеризации окажутся нарушенными.

Для примера можно сказать, что время желатинизации увеличивается на 6-10 минут с падением температуры на каждый градус цельсия. Если сегодня вы работали при температуре +20 С, а завтра она упала до +15 С, время желатинизации может возрасти на 30-50 минут. Это означает, что настоятельно не рекомендуется заниматься работами со смолой, если вы не в состоянии обеспечить на рабочем месте как минимум +15 С. Если же температура приближается к этой границе, следует в качестве меры предосторожности использовать смолу с повышенным содержанием нафтената кобальта. Наличие лишнего кобальта снижает срок хранения смолы до самого минимума, поэтому хранить ее следует при температуре не выше +20 градусов в сухом месте.

Напоследок еще несколько советов о катализаторах. Не пытайтесь заменить требуемый для смолы катализатор каким-либо другим и не забывайте добавлять его в каждую партию. Если вы забудете про катализатор, смола может никогда не полимеризоваться. Если это случится на внутреннем слое, вам нужно будет снимать все вышележащие слои и начинать все сначала, что при отвежденных наружных слоях может оказаться нереальным или по крайней мере трудоемким процессом. Попытки нанести катализатор при помощи краскопульта или кисти приведут к образованию на поверхности тонкой корки, не более. Следует также добавить, что обращение с катализатором такими методами крайне опасно.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ОТДЕЛОЧНЫЕ СМОЛЫ
Полиэфирные смолы относятся к веществам, для которых воздух является ингибитором. Это означает, что поверхность смолы, контактирующая с воздухом, не отверждается (по крайней мере полностью). Даже когда смола перейдет в твердое состояние, ее поверхность по-прежнему будет оставаться липкой. Чтобы дать смоле возможность полного отверждения и избавиться от липкости, ее надо изолировать от воздуха. Этого можно добиться двумя способами.

Как правило, приобретается специальная смола, содержащая в составе изолирующую добавку, которой обычно является воск. Как только смола наносится, повышение ее температуры в ходе экзотермической реакции заставляет воск всплыть на поверхность, перекрыть доступ воздуха и дает смоле возможность встать. Такие полиэфирные смолы с содержанием воска относятся к отделочным, т. к. используются в заключительном слое всего изделия. Немного напишу о том, как самим изготовить такую смолу.

Второй способ отверждения предполагает изоляцию поверхности от воздуха ПОСЛЕ нанесения смолы при помощи какого-либо вида пленочного покрытия. Это может быть, к примеру, материал типа целлофана или майлара (тот и другой именуют разделительными пленками); изолирующий слой можно создать, нанося сверху поливиниловый спирт (PVA) при помощи краскопульта. Все эти методы изоляции, однако, ограничиваются небольшими участками и годятся лишь в случае ремонта. Для отверждения заключительного слоя стеклопластика большинству любителей следует использовать смолу с содержанием воска.

Смолы, не содержащие восковой добавки, как упомянутые выше отделочные, относятся к конструкционным. Таким образом, мы подошли к простой классификации полиэфирных смол
— Конструкционные смолы (воздух препятствует отверждению, не содержат воска)
— Отделочные смолы (воздух не препятствует отверждению, содержат воск)

На всем протяжении процесса постройки, за исключением последних слоев, должна использоваться конструкционная смола. Причина этого заключается в том, что стеклопластик представляет собой неоднородный материал, о чем зачастую многие не в курсе. Стеклопластик — это набор слоев стекловолоконного армирования, каждый из которых пропитан смолой и приклеен к соседнему. Можно построить полную аналогию с листом фанеры и ее склееными слоями шпона.

Поверхности слоев ламината, пропитанных конструкционной смолой, сохраняют липкость в процессе набора толщины и обеспечивают прочную связь с последующими слоями. Эти связи называют промежуточными. Если бы для целей ламинирования использовалась отделочная смола, для обеспечения адгезии слоев всплывающий к поверхности воск необходимо было удалять перед каждым последующим слоем, и существует только два способа, как это сделать.

Во-первых, воск с поверхности можно попытаться смыть или стереть растворителем типа ацетона. Однако данный метод, по крайней мере в отношении больших площадей, имеет такой минус, что по ходу процесса воск накапливается и больше размазывается вокруг. Второй, и наиболее эффективный метод — удалить воск шлифованием. При ламинировании будет крайне утомительным делом, если каждый новый слой необходимо будет подвергать такой обработке перед укладкой последующего. Поэтому совет — в первую очередь использовать конструкционную смолу, чтобы процесс ламинирования можно было вести непрерывно. При этом будет обеспечена надежная промежуточная связь слоев, которая в случае применения отделочной смолы всегда была бы под вопросом. К вощеной поверхности смола просто не клеится.

Развитие производства пластиков, стекловолокна и композитных материалов явилось неким стимулом для активизации работы химической промышленности, а современные запросы и требования к компонентам материалов привели к тому, что в настоящее время используется просто огромное количество смол. Их разнообразие позволяет получать материалы с теми или иными техническими показателями. Зачастую тонкости химического состава и свойств этих смол знают только специалисты. Рядовой же потребитель наслышан всего о двух видах полимеров: эпоксидная смола и полиэфирная. Но даже при таком небольшом познании актуальным остается вопрос, чем отличается полиэфирная смола от эпоксидной смолы?

Сложность заключается в том, что эти два вещества с точки зрения химии не имеют общего друг с другом. Тем не менее, они проявляют одинаковые физические свойства и применяются в одних и тех же сферах с небольшим отличием по направлениям.

Резонно перед потребителем возникает второстепенный вопрос. Ему необходимо определить, какому типу смолы следует отдать предпочтение. Если бы ответ был однозначным, то опыт передавался от поколения к поколению, и второй вопрос был бы снят. Но оказывается, что полиэфирная смола и эпоксидная смола имеют некий паритет, лишь иногда нарушая равновесие в той или иной сфере применения.

Чтобы понять, в чем разница между полимерами, необходимо рассмотреть их отличие по химическому составу, указать область применения, а также сравнить достоинства и недостатки. Именно в таком порядке и подойдем к изучению проблемы.

Эпоксидка

Эпоксидная смола, впрочем, как и полиэфирная, относится к классу термореактивных материалов. Процесс отверждения является необратимым. В отвержденном состоянии смола не плавится и не растворяется. Высокая стоимость эпоксидных смол накладывает ограничение на ее распространенность. Тем не менее, некоторые уникальные свойства говорят о ее незаменимости.

Смола состоит из двух компонентов, одним из которых служит основной состав. Ни практического, ни производственного интереса он не представляет. Только в сочетании со вторым компонентом – отвердителем, вещество превращается в полимер с характерным свойствами. Доля отвердителя в составе эпоксидки существенно превышает долю катализатора в полиэфирных смолах. Если первая составляет от 20 до 50%, то вторая не превышает 1%.

Профессиональные специалисты могут получать материалы с различными характеристиками, комбинируя марки смол, модели отвердителей и их процентное соотношение. Практика показывает, что подобные эксперименты рядовым пользователям не удаются, поэтому при использовании смолы в быту рекомендуется следовать инструкции, разработанной производителем.

Химический состав эпоксидных смол позволяет образовывать связанные полимеры из олигомеров и полиаминов. Олигомеры, содержащие эпоксидные группы, образуются в результате поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами. Отверждение смолы происходит только при взаимодействии компонентов. Основной компонент (компонент «А») может храниться длительное время, так как полимеризации не происходит.

Полиэфирка

Многие считают, что физико-химические характеристики полиэфирных смол несколько хуже, чем эпоксидных, хотя это утверждение – лишь результат субъективной оценки. Полиэфирная смола приобрела популярность, благодаря своей низкой стоимости. С ней удобно работать, так как отверждение происходит с кратчайшие сроки, причем при комнатной температуре.

Полиэфиры являются нефтесодержащими продуктами, они образуются в процессе перегонки углеводородов. В качестве базового материала выступает бензол, этилен и пропилен. Из них получаются гликоли, стирол и многоосновные кислоты, которые впоследствии перемешиваются в специальных емкостях. Так образуется «Базовая» смола. Для доведения до нужной консистенции в нее добавляют стирол, играющий роль растворителя. Доля стирола может составлять от 30 до 50% от объема конечного продукта. В таком виде смола поступает в продажу. Для использования материала необходимо внести добавки, перечень которых определяется спецификой применения.

Готовая полиэфирная смола, которая встречается в продаже, находится на начальной стадии процесса полимеризации. Внося добавки, в частности, инициатор и катализатор, можно ускорить процесс отверждения. Но даже и без этих веществ смола постепенно примет желеобразный вид, а затем станет твердой. Именно поэтому срок хранения полиэфирных смол ограничен. При добавлении ингибиторов он несколько увеличивается, но полностью остановить процесс полимеризации невозможно.

Применение

И тот и другой тип смол нашел свое применение, как в промышленности, так и в быту. В силу специфики материала, сферы применения несколько разнятся, но в тех областях, где они пересекаются, как раз и возникает сложность выбора. Приходится сравнивать остальные характеристики смол.

Эпоксидная смола выступает в роли пропитки для стекловолокна и стеклоткани. Ее высокие показатели адгезии используются при склеивании деталей. Эпоксидка не пропускает влагу. Ею в целях гидроизоляции покрывают поверхности стен, полов, бассейнов, а также обрабатывают подвальные помещения. Устойчивость к химически активным средам позволяет применять эпоксидные смолы в изготовлении отделочных материалов для внутренних и наружных работ. Полимер добавляют в деревянные и даже бетонные конструкции с целью повышения их прочности.

Читайте также:  Подвесная папка своими руками

Наконец, эпоксидка служит сырьем для заливочных работ. Заготовки подвергаются обработке и шлифовке. Заливка встречается в производстве мебели, дизайнерском искусстве, в строительстве.

Сфера применения полиэфирных смол затрагивает такие отрасли, как химическая индустрия, машиностроение, строительство. В сочетании со стеклотканями смола дает прочные материалы – стекловолокно и стеклопластик, обладающие высокими показателями прочности. Из стеклопластика делают корпуса лодок, бамперы автомобилей, душевые кабинки, бассейны, крыши и стены. Полимер является незаменимым компонентом в изготовлении искусственного камня. Изделия на основе полиэфиров отличаются низкой себестоимостью и относительно простой технологией обработки материала.

Плюсы и минусы

Профессиональный подход в сравнении двух материалов сводится к анализу их технических характеристик. Однако «голые» показатели едва ли станут полезными для мастера-любителя, поэтому постараемся дать оценку этим показателям, условно разделив их на плюсы и минусы. Сначала рассмотрим эпоксидную смолу. Недостатков у нее мало, по сравнению с достоинствами, но не стоит делать поспешных выводов в плане выбора.

  • Еще с середины прошлого века эпоксидная смола зарекомендовала себя, как надежный клей. Сегодня этот материал встречается в виде десятков модификаций , но все они сохранили первозданную функцию. Смола – превосходный клей, который «работает» практически со всеми материалами. Исключение составляют полиэтилены, термопласт, тефлоны, в том числе и оргстекло, полипропилен, поликарбонат.
  • Срок хранения эпоксидной смолы (при раздельном хранении ее компонентов) может достигать пяти лет, а отвердителя – от 1 до 2 лет. Но практика показывает, что основной состав остается действенным даже после 20 лет хранения. Нарушается лишь пропорция при смешивании с отвердителем. Приходится нужных свойств достигать методом проб. Возможно, потребуется количество отвердителя увеличить.
  • Эпоксидная смола в чистом виде, без примесей, не имеет запаха. Считается, что работы по заливке должны проводиться с использованием средств защиты, так как вещество в жидком состоянии токсично. Во-первых, современные компоненты экологически безопасны и не причиняют вреда человеку. Во-вторых, после отверждения изделия не имеют запаха. Они могут контактировать с кожей, одеждой и продуктами питания. Специфический запах имеет отвердитель. Он пахнет аммиаком. Но запах не настолько интенсивно распространяется, поэтому с эпоксидкой можно работать даже в жилом помещении, чего нельзя сказать о полиэфирной смоле.
  • Структура полимера делает его влагонепроницаемым. Слой смолы может выполнять защитную функцию от проникновения влаги и действия химически активных веществ. Эмалями на основе эпоксидки покрывают трубопроводы и цистерны.
  • Показатель вязкости можно менять, независимо от модели смолы. Добавляя разбавители или пластификаторы, мастер добивается нужной вязкости без потери качества материала. Эти добавки изготовлены на основе олигомеров эпоксидных групп, поэтому, как и основной состав, вступают в реакцию с отвердителем и полимеризуются.
  • Мастер, работающий с эпоксидкой, имеет возможность изготовления точного по форме и габаритам изделия. Усадка материала составляет 0,3-0,5% процентов, а при добавлении некоторых наполнителей она уменьшается до 0,2%.
  • Плотность отвержденной эпоксидной смолы на 20-30% процентов меньше, чем плотность полиэфирки. При этом эпоксидная смола не отстает по показателю прочности от своего «конкурента».

Есть у полимера и определенные минусы. Некоторые из них можно минимизировать, но чаще всего приходится мириться и ставить в приоритет другие показатели. Одним из самых существенных недостатков отмечается длительность процесса полимеризации. Первый этап длятся около часа. В течение этого времени изделие приобретает способность сохранять свою форму. В следующие 24 часа происходит отверждение смолы. Ее прочность составляет до 70% от максимального показателя. Полное отверждение наступает спустя 6-7 суток после заливки.

Второй недостаток – относительно высокая стоимость. Если речь идет о производственных масштабах, то расходы на материал достаточно велики. Использование эпоксидки в быту оправдывает финансовые расходы при условии, что получен качественный результат.

В случае с полиэфирной смолой ситуация обстоит с точностью до наоборот. У нее недостатков больше, чем достоинств, однако то малое количество положительных факторов имеет определяющее значение. Начнем с достоинств.

  • Неоспоримым плюсом считается ценовая доступность материала. В среднем, полиэфирная смола в 3-5 раз дешевле эпоксидной. Помимо этого, отмечаются низкие затраты на дополнительные компоненты. Так, для полимеризации потребуется всего лишь 1-2% процента катализатора, играющего роль отвердителя, что существенно экономит бюджет. Напомним, что в случае с эпоксидной смолой доля отвердителя практически равна доле основного компонента.
  • Еще отмечается, как достоинство материала, скорость полимеризации. Полиэфирная смола полностью застывает за 1,5-2 часа. Это очень удобно, особенно при создании многослойных изделий. Но мастер должен предварительно оценивать свои возможности. Если планируемую работу ему не удастся выполнять за установленный срок, то в смолу придется вносить ингибиторы, замедляющие реакцию полимеризации.
  • Затвердевшая смола обладает упругостью при деформации изгиба и кручения. Отлитые плиты эластичны. В некоторых условиях это имеет решающее значение. Материал может служить неплохим виброизолятором. Примечательно то, что после длительных периодически меняющихся нагрузок свойства слоя смолы не меняется. Но амплитуда колебаний должна быть небольшой, иначе конструкция разрушается.

Отрицательные качества у полиэфирных смол не только присутствуют, они по своей численности превосходят количество достоинств.

  • Самым вопиющим недостатком считается наличие токсичного стирола. Даже ненасыщенные смолы, отличающиеся пониженным содержанием растворителя, опасны для здоровья человека. Поэтому работать со смолой можно только в респираторе, в специальных технических помещениях, оборудованных хорошей вентиляцией. В домашних условиях производить заливку смолы ни в коем случае нельзя.
  • Полиэфирная смола плохо контактирует с эпоксидной. Например, если полиэфирку наносить на эпоксидку, то материалы вскоре начнут расслаиваться. Для создания подобного соединения рекомендуется эпоксидную смолу заливать на затвердевшую полиэфирную. В жидком состоянии материалы не взаимодействуют совсем.
  • Быстрая полимеризация вынуждает мастера выполнять работы в спешке. Необходимо тщательно подготовиться к заливке, чтобы не тратить время на поиск инструмента.
  • Если производится заливка материала в форму, то желательно использовать эпоксидную смолу, так как полиэфирка дает значительную усадку. Рассчитать точный объем жидкого вещества для получения заготовки нужной формы практически невозможно.
  • Несмотря на то, что во многих источниках указано, что полиэфирная смола обладает гидроизоляционными свойствами, ее стараются не использовать в условиях повышенной влажности. Вода проникает через мельчайшие поры. Лодки из полиэфирки после летнего сезона становятся тяжелее, что свидетельствует о пропитке материала водой. Приходится покрывать корпуса специальными составами.
  • Непродолжительный срок хранения материала повышает риск покупки начавшего полимеризоваться полиэфира. Даже если срок хранения не истек, смола, при несоблюдении условий хранения, может оказаться непригодной к заливке.
  • Клеевые качества у полиэфирной смолы присутствуют, однако они значительно ниже, чем у эпоксидной.

Сравнение материалов

По приведенным данным нетрудно оценить применимость того или иного материала в зависимости от поставленных целей. Очевидно то, что мы не дадим однозначного ответа на вопрос, какая смола лучше, так как у каждой есть свои плюсы и минусы. Однако ничто не мешает сравнить полимеры по одним и тем же характеристикам.

Характеристики эпоксидной смолы:

  • Механические свойства. Показатель прочности у эпоксидной смолы выше, чем у полиэфирной. Измерения производились для всех типов деформации. Даже при условии, что полиэфирная смола обладает эластичностью, она в данном ключе проигрывает эпоксидной.
  • Клеевые свойства. Не просто высокие, а очень высокие. В народе бытует мнение, что детали, склеенные эпоксидкой, соединены «на века».
  • Усадка. Практически отсутствует.
  • Водостойкость. Высокая.
  • Срок хранения. 5 -7 лет.
  • Скорость полимеризации. Низкая. Увеличить скорость можно повышением температуры, но не добавлением отвердителя. Теоретически считается, что отверждение происходит через 24 часа. Практика показывает, что время увеличивается до нескольких суток.
  • Запах. Отсутствует.
  • Закипание. При активной реакции компонентов наблюдается вскипание смолы.
  • Долговечность. Эпоксидная смола меньше подлежит износу и считается более долговечной.
  • Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Проявляется только при наличии специальных добавок или после покрытия слоем полиуретанового лака.
  • Сложность работы. Требуется определенный навык, особенно при работе с наклонными и вертикальными поверхностями.
  • Стоимость. Высокая.
  • Экологичность. Смола безопасна для окружающей среды и для человека.

Характеристики полиэфирной смолы:

  • Механические свойства. При высоких нагрузках возникают трещины.
  • Клеевые свойства. Более слабая адгезия, по сравнению с эпоксидными смолами.
  • Усадка. Имеется.
  • Водостойкость. Низкая.
  • Срок хранения. От 6 месяцев до 1 года.
  • Скорость полимеризации. Высокая. Смола застывает за несколько часов.
  • Запах. В жидком состоянии смола токсична.
  • Долговечность. Высокая, но ниже, чем у эпоксидной смолы.
  • Устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Высокая.
  • Сложность работ. Не требует определенных навыков.
  • Стоимость. Низкая.
  • Экологичность. Некоторые компоненты горючи и вредны для здоровья.

Приведенный анализ решает все вопросы. Пользователю остается только сравнить интересующие его характеристики и сделать для себя правильный выбор.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector