Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Институт природных ресурсов

Направление "Химическая технология"

Кафедра "Технология органических веществ и полимерных материалов"

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу: "Полимерные композиционные материалы"

Производство эпоксидных герметиков и клеев

Исполнитель: Студент гр. 2ДМ 22

Зенкова Е.В.

Преподаватель: Бондалетов В.Г.

Томск - 2013

Содержание

Введение

1. Характеристика нефтеполимерных смол (НПС)

1.1 Сырье для получения НПС

1.2 Эпоксидированные НПС

1.3 Развитие производства эпоксидных смол

1.4 Получение ЭНПС

1.5 Модификация ЭНПС

1.6 Свойства смол и их применение

2. Эпоксидные клеи и герметики

2.1 Общая характеристика

2.2 Состав эпоксидного клея

2.3 Технология приготовления

2.4 Зависимость реакции полимеризации эпоксидного клея от температуры

2.5 Наполнители

2.6 Виды выпускаемого эпоксидного клея

2.7 Области применения

Список литературы



Введение

Под нефтеполимерными смолами (НПС) понимают особый класс синтетических низкомолекулярных смол, получаемых из нефтяного сырья. Получение нефтеполимерных смол является одним из перспективных и наименее затратных направлений в переработке жидких продуктов пиролиза - побочных продуктов нефтепереработки, содержащих непредельные углеводороды. Улучшение эксплуатационных характеристик НПС, устранение недостатков, а также расширение области применения НПС могут быть достигнуты путем их модификации - введением различных функциональных групп в структуру молекулы.

При пиролизе нефтяного сырья наряду с целевыми газообразными углеводородами образуются побочные жидкие продукты пиролиза (ЖПП). Одним из направлений переработки ЖПП является получение нефтеполимерных смол (НПС). Основной недостаток НПС - низкая адгезия и высокая окисляемость покрытий, что обусловлено высокой непредельностью смол и отсутствием функциональных групп в их структуре. НПС в настоящее время используют как заменители дефицитного натурального сырья в лакокрасочной, резиновой, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности.

Смола нефтеполимерная применяется в производстве клеев, клеевых основ, термоплавких клеев, для производства липкой ленты, скотча, контактных клеев и самоклеящихся пленок.

Эпоксидный клей сегодня является самым популярным видом клея у технических работников. Его популярность обусловлена многими уникальными и универсальными качествами, безопасностью и доступностью.

Цель работы:

1. Изучить свойства мономеров и условия их полимеризации.

2. Ознакомиться с технологией получения клеев и герметиков, а также с их физико-химическими свойствами.

1. Характеристика нефтеполимерных смол (НПС)

1.1 Сырье для получения НПС

В 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.

Все нефтеполимерные смолы классифицируют по типу сырья из которого они получены. Выделяют:

· Алифатические смолы С₅. Смолы, полученные полимеризацией фракции С₅, в основном состоящей из пиперилена, циклопентадиена, изомерных пентенов и пентанов.

· Ароматические смолы С₉. Смолы, получаемые из фракции С₈ - С₁₀, преимущественно из С₉. Основными мономерами здесь являются стирол, ?-метилстирол, изомерные винилтолуолы, инден.

· Смолы на основе дициклопентадиена (ДЦПД). Их получают из технического ДЦПД, смесей ДЦПД с вышеописанными фракциями или из фракций, содержащих некоторое количество ДЦПД.

· Комбинированные С₅-С₉ смолы. Получают из смесей фракций С₅ и С₉.

· Модифицированные смолы. Получаю сополимеризацией определённых фракций с некоторыми компонентами (фенолом, малеиновым ангидридом). К этой же группе иногда относят смолы, гидрированные после их получения.

Получаемые на этиленовых установках жидкие продукты пиролиза содержат ценные диеновые, алкенилароматические и другие углеводороды. Во фракции С₅ (30-70 °С) присутствуют изопрен, циклопентадиен, пиперилены, а во фракции С₈-С₉ (130-190 °С) - стиролы, инден, винилтолуолы, ?-метилстиролы.

1.2 Эпоксидированные НПС

Эпоксидированная НПС - олигомеры, содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей образовывать сшитые полимеры. Наиболее распространенные эпоксидные смолы - продукты поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, чаще всего - с бисфенолом А. Эпоксидные смолы (ЭС) стойки к действию галогенов, некоторых кислот, щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. На основе ЭС производятся материалы, применяемые в различных областях промышленности. Так, композиты на основе эпоксидных смол используются в крепёжных болтах ракет класса земля-космос, для создания бронежилетов, в качестве эпоксидного клея или пропиточного материала, для изготовления и ремонта различных корпусов или выполнения гидроизоляции помещений. Эпоксидированные НПС, отверждение которых позволяет получить структурированную сетку полимера, используются для модификации битума.

Рисунок 1. Структура эпоксидной смолы - продукта конденсации эпихлоргидрина с бисфенолом А

В последние годы эпоксидные смолы перестали быть остродефицитными продуктами. Объяснить это можно тем, что в них уменьшилась потребность военных производств в результате конверсии, а с другой стороны, производственные мощности по выпуску синтетических смол еще не совсем изношены, и предприятия способны выпускать эти продукты в больших масштабах. Появилась возможность и тенденция более широкого использования эпоксидных связующих и композитов на их основе в гражданских технологиях, и в частности, в строительстве. Масштабы применения эпоксидов растут, не смотря на то, что относительно высокая стоимость эпоксидных смол несколько сдерживает развитие материалов и технологий с их использованием.

В "чистом" виде эпоксидные смолы почти не применяются. Поскольку эти материалы позволяют широко регулировать их характеристики в широком диапазоне свойств, за многие годы применения и эксплуатации эпоксидных соединений и композитов в военных технологиях и изделиях авиационно-космического назначения накоплен большой опыт по их модификации. В общем виде, методы модификации можно разделить на физические, основанные на адсорбционной модификации поверхности, и химические.

1.3 Развитие производства эпоксидных смол

Впервые эпоксидная смола была получена французским химиком Кастаном в 1936 году. В 1938 г. стали известны смолы на основе дифенилолпропана, отверждаемые фталевым ангидридом (швейц. пат. 211116 и 236954), но лишь в 1940 г. швейцарская фирма "Ciba" выпустила эпоксидный клей Аральдит 1. Он и стал первым образцом универсального клея для широкого промышленного и бытового использования.

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. Уникальные свойства эпоксидных смол позволили их широко использовать и в гражданских целях. В то время был налажен выпуск универсального эпоксидного клея марки ЭДП в г. Дзержинске, свое название клей получил от основных компонентов - клей Эпоксидно-Диановый с отвердителем Полиэтиленполиамин.

На сегодняшний день известны многочисленные варианты эпоксидных композиций, работающих в широком интервале температур, создающих высокопрочные соединения и обладающих длительным сроком службы.

1.4 Получение ЭНПС

Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина с различными органическими соединениями: от фенола до пищевых масел, скажем соевого. Такой способ носит название "эпоксидирование".

Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений. Например, таким образом получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат гидроксильных групп, и поэтому очень гидроустойчивы, трекинго- и дугостойки.

Для практического применения смолы нужен отвердитель. 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. Смолы нерастворимые в воде, бензине и ограниченно растворимы в спиртах. Отвердителем может быть полифункциональный амин или ангидрид, иногда кислоты. Также применяют катализаторы отверждения - кислоты Льюиса и третичные амины, обычно блокированные комплексообразователем наподобие пиридина. После смешения с отвердителем эпоксидная смола может быть отверждена - переведена в твердое неплавкое и нерастворимое состояние. Если это полиэтиленполиамин (ПЭПА), то смола отвердеет за сутки при комнатной температуре. Ангидридные отвердители требуют 10 часов времени и нагрева до 180 °C в термокамере (и это ещё без учёта каскадного нагрева со 150 °C).

Рисунок 2. Схема производства жидких эпоксидных смол периодическим методом. 1 - реактор; 2, 6 - холодильники; 3 - приёмник; 4 - фильтры; 5 - аппарат для отгонки толуола; 7 - сборник

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. Концентрация последней составляет 15-20 % от общей массы исходного сырья. Процесс проводят при температуре 100-120 °С в течение 4-8 часов, а выход нефтеполимерных смол в расчете на загруженную фракцию составляет 25,2-27,3 %, выход на сумму непредельных соединений варьируется в пределах 36,4-49 %. Недостатком этого способа является необходимость осуществления дополнительной дорогостоящей стадии озонирования нефтеполимерных смол.

Известно использование для получения нефтеполимерных смол инициированной полимеризацией системы на основе непредельных продуктов пиролиза фракции с температурой кипения 130-190 °С и стирола в присутствии перекиси диизопропилбензола и вспомогательного компонента скипидара. Процесс осуществляют в течение 24-42 часов при температуре 145-150 °С. В соответствии с примерами вышеуказанного изобретения выход смолы составляет 24,24-45,32 %.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому изобретению является способ получения нефтеполимерных смол путем полимеризации жидких продуктов пиролиза нефтяных углеводородов с температурой кипения 20-190 °С. В качестве инициаторов используют смесь органической перекиси с солями органических кислот. В качестве органических перекисей применяют гидроперекись кумола, перекиси дитретбутила, перекись бензоила, третбутилпербензоат, перекись дикумола, однако в примерах присутствуют и трехкомпонентные системы: гидроперекись изопропилбензола (гипериз) - перекись бензоила ПБ - нафтенат кобальта; гипериз - перекись третичного бутила - молибденовая соль алкилбензойной кислоты. Негативным моментом является тот факт, что при относительно высоких температурах и большой продолжительности получаются полимеры с низкой температурой размягчения (менее 70 °С) и увеличенной интенсивностью окраски.

1.5 Модификация ЭНПС

Эпоксидные смолы поддаются модификации. Различают химическую и физическую модификацию.

Первая заключается в изменении строения сетки полимера путём добавления соединений, встраивающихся в состав оной. Как пример - добавление лапроксидов (простых полиэфиров спиртов, содержащих глицидиловые группы, например ангидрида глицерина) в зависимости от функциональности и молекулярной массы придаёт отверждённой смоле эластичность, за счёт увеличения молекулярной массы межузлового фрагмента, но понижает её водостойкость. Добавление галоген- и фосфорорганических соединений придаёт смоле большую негорючесть. Добавление фенолформальдегидных смол позволяет отверждать эпоксидную смолу прямым нагревом без отвердителя, придаёт большую жёсткость, улучшает антифрикционные свойства, но понижает ударную вязкость.

Физическая модификация достигается добавлением в смолу веществ, не вступающих в химическую связь со связующим. Как пример - добавление каучука позволяет увеличить ударную вязкость отверждённой смолы. Добавление коллоидного диоксида титана увеличивает её коэффициент преломления и придаёт свойство непрозрачности к ультрафиолетовому излучению.

1.6 Свойства смол и их применение

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 мёд, или как коричневая твердая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет - от белого и прозрачного до винно-красного (у эпоксидированного анилина).

Все смолы нефтеполимерной группы неплохо растворяются в углеводородных соединениях, в сложных эфирах, производных от уксусной кислоты и кетонов, не растворяемых в спиртах низшей группы. Кроме этого, алифатические нефтеполимерные смолы могут использоваться с алкидными жирными смолами, а также с нефтяными и растительными маслами. Правда, с такими веществами, как нитроцеллюлоза, касторовое масло и нитрильные каучуки их применять нельзя. Фракция нефтеполимерных смол с ароматическими свойствами совместимы с глицериновым иром канифоли, хлорированными полимерами, при некоторых условиях даже с растительными маслами. эпоксидная смола герметик технология

Чаще всего они используются как адгезионный агент в клее для самоклеящихся материалов или в качестве основы в клеях-расплавах. Кроме этого, смола нефтеполимерная применяется как примесь в чернила, автомобильные покрышки, типографские краски и краски на основе эпоксидных и алкидных смол, в качестве добавок в компаундированные каучуки и для отталкивания воды при производстве бетона. Она используется как связующее звено при производстве асфальтовых покрытий, входит в состав клеящего слоя изоляционных лент и т.д. Также такие смолы применяются для производства фанеры, смазки и другой продукции.



2. Эпоксидные клеи и герметики

2.1 Общая характеристика

Эпоксидные клеи - это термореактивные синтетические системы, получаемые на основе полиэпоксидной смолы и разных отвердителей основного или кислотного типов.

Эпоксидные клеи применяются в различных областях техники из-за ценных свойств: высокая адгезия к самым разным материалам, хорошие физико-механические свойства, малая усадка при отвердевании, высокая химическая стойкость, отличные диэлектрические характеристики.

Герметики - это композиции на основе полимеров, главным образом полиэпоксидных смол, предназначенные для герметизации.

Используются герметики для заполнения различных щелей и трещин с целью обеспечения их непроницаемости, а также для заполнения пустот вокруг оконных и дверных коробок, труб отопления, водопроводных труб, на стыках и изгибах и др.

Характеристики герметиков:

· Прочность;

· Устойчивость к деформациям;

· Адгезия к материалам;

· Усадка при отвержении (для твердеющих герметиков);

· Эластичность;

· Долговечность эксплуатации в помещении;

· Долговечность эксплуатации в наружной конструкции.

Требования к герметикам:

Герметизирующий материал должен удовлетворять следующим требованиям:

· сохранять физико-химические и физико-механические свойства в процессе эксплуатации;

· иметь хорошую адгезию с материалом, из которого изготовлена конструкция, подлежащая герметизации;

· не выделять токсичных веществ при производстве работ и эксплуатации.

Герметики подразделяются по готовности к применению: однокомпонентные (то есть пригодные к непосредственному использованию); двух- и более компонентные (требуют перед применением точного и тщательного смешивания компонентов).

2.2 Состав эпоксидного клея

Эпоксидный клей - это термореактивный синтетический продукт, созданный на основании комбинации эпоксидной смолы и специальных отвердителей кислотного или основного типа.

Эпоксидные клеи, как правило, состоят из двух компонентов: непосредственно смолы и сопутствующего отвердителя. Так, по отдельности, они и реализуются.

При смешивании смола полимеризуется и становится твердой, после чего образуется исключительно прочное соединение с хорошими физико-механическими характеристиками. Время полного затвердевания зависит от таких факторов, как состав клея и температура - нагретая эпоксидная смола "схватывается" намного быстрее. Обычно процесс полимеризации занимает несколько часов.

2.3 Технология приготовления

Эпоксидный клей не пристает к полиэтилену, полистиролу, оргстеклу и некоторым другим. Нанесение на поверхность данных материалов защитного слоя (к примеру паркетной мастики) позволяет легко отделить отвердившийся эпоксидный полимер от поверхности. Этот метод можно применять также и с металлическими и поверхностями их пластмассы, для легкого снятия отливки. В нее можно добавлять всевозможные наполнители такие как металлические порошки, каменную крошку, стекло, деревянную стружку и так далее. Использование эпоксидного клея ограничено тем, что его нельзя использовать с материалами которые контактируют с продуктами питания. В целом он является универсальный и наиболее прочным клеем.

Процесс полимеризации эпоксидного клея - это химическая реакция между смолой и отвердителем, в ходе которой происходит выделение тепла. Повышение температуры приводит к более интенсивному течению химической реакции. 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. Этот фактор нужно учитывать при выборе материала из которого будет изготовлена форма, например пластилиновая форма потечет и это испорти отливку. Более того, чем больше масса приготовленной смеси, тем больше выделяется тепла, что в некоторых случаях может привести к наблюдается саморазогрев смеси и закипанию, что делает невозможным применение клея пока он не остынет.

Полимеризация наиболее интенсивно протекает в пограничном слое. Наличие в эпоксидной смоле наполнителя (мраморная крошка, металлический порошок, гипс и т.д.) приводит к резкому увеличению размера поверхности, где протекает реакция, тем самым увеличивая ее скорость.

Повышение температуры приводит к повышению текучести и снижению вязкости, нагревая предварительно смолу до 25-30 градусов, делает отливку мелких деталей более удобной. После чего в нее необходимо добавить наполнитель и затем отвердитель. Именно в такой последовательности необходимо действовать, поскольку от этого будет большей степени зависеть однородность конечного полимера. Пониженная температура и и повышенная влажность окружающей среды замедляет полимеризацию смолы, при очень высокой влажности реакция полимеризация протекает очень тяжело и полимер может не отвердиться до конца.

Приготовленная смесь клея ЭДП первоначально представляет из себя вязкую жидкость, реакция полимеризации протекающая в ней повышает вязкость до тех пор пока она не превратится в твердый полимер. Введенный в эпоксидный клей наполнитель может либо подниматься (деревянные опилки), либо опускаться (гранитная крошка), это зависит от удельного веса наполнителя. Приходится это учитывать и правильно ориентировать форму для литья в время протекания реакции полимеризации, таким образом избегая образования на ответственных поверхностях нежелательных пустот от воздушных пузырей.

При приготовления исходной массы клея ЭДП, тщательное перемешивании приводит к образованию мелких пузырьков, которые не влияют на прочностные и качественные свойства клеевого шва. В процессе отверждения, когда масса находится в "покое" они исчезают. 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. Аккуратная заливка через промежуточный предмет маленькой струйкой также позволяет минимизировать количество пузырей.

При работе с эпоксидным клеем ЭДП лучше использовать одноразовую пластиковую посуду при каждом приготовлении новой смеси, которой предостаточно в любом хозяйстве. Тару после использования необходимо утилизировать как бытовой отход.

Правильное приготовление клеевой смеси требует тщательной дозировки, для этого необходимо использовать одноразовые шприцы (объемом до 10 см³). Смолу удобнее заливать в шприц вытащив предварительно поршень, отвердитель можно удобнее набрать через носик. Смолу и отвердитель необходимо смешивать в соотношении 10:1, повышенное содержание отвердителя приводит к ускорению процесса полимеризации, но это может сказаться и на характеристиках конечного полимера, поэтому необходимо соблюдать точность дозировки.

2.4 Зависимость реакции полимеризации эпоксидного клея от температуры

Изготавливая изделия, предназначенные для эксплуатации при значительных нагрузках, лучше всего, если реакция полимеризации клеевой эпоксидной массы будет проходить при температуре 20 градусов по Цельсию. Это позволит получить изделие, в котором внутренние напряжения сведены к минимуму. Достаточно твердым полимер становится спустя 4-5 часов после приготовления смеси, полное отверждение происходит по истечении 24 часов, после чего его можно подвергать механической обработки.

Повышая температуру клеевой смеси по истечении 4 часов после ее замешивания до 40-50 градусов в течение одного часа, можно ускорить реакцию полимеризации, это не приведет к образованию излишних напряжений в конечном полимере.

Там где не прочность полимера не критична, можно сразу же поместить форму с заливкой в духовку с температурой 60-70 градусов, выдерживая изделие около 2-х часов. В этом случае, резко повышается текучесть эпоксидного клея, что может привести к тому, что мелкие пузырьки, поднимаясь вверх, образуют один большой и это в свою очередь приведет к пустоте в полимере, если использовалась форма замкнутого типа.

2.5 Наполнители

Эпоксидные клеи могут быть выполнены в двухкомпонентном (смола и отвердитель) или многокомпонентном варианте.

В последнем случае в состав эпоксидной композиции входят обычно следующие компоненты:

· отвердители;

· наполнители;

· сажа, порошки металлов (например, никеля);

· стеклянные или углеродные волокна;

· растворители (обычно это спирты, ацетон или ксилол);

· пластификаторы (эфир фосфорной или фталевой кислоты);

· полимеры (каучуки);

· модификаторы.

В качестве наполнителей используются всевозможные материалы, такие как мел, алебастр, цемент опилки, металлический порошок. Объемное содержание наполнителя в клее ЭДП может доходить до 50 % (при этом клеевая смесь теряет свою текучесть). Доля наполнителя в 30-40 % считается наиболее оптимальной. Такое соотношение дает возможность получить конечный полимер с требуемыми свойствами, уменьшается расход эпоксидного клея, в тоже время сохраняет необходимый уровень текучести.

Цемент, необходимо использовать при изготовлении литьевых форм. Такой полимер очень прочный. Для того чтобы получить хороший результат необходимо предварительно просеять его через марлю, чтобы удалить комки.

Алебастр в целом хуже цемента, но также в полнее пригоден как наполнитель.

Мел приемлем как наполнитель, но обладает отрицательным свойством - гигроскопичностью, наличие воды в эпоксидном клее может привести к тому, что он отверждение будет частичным или вообще не произойдет. По этой причине лучше отказаться от использования мела.

Древесная крошка (опилки). Низкий удельный вес позволяет изготовить пластик с более низким удельным весом, чем у исходной клеевой смеси. Как и в случае с мелом необходимо не допустить накапливание опилками влаги.

Аэросил, придает тиксотропность - то есть способность уменьшать вязкость (то есть становиться более жидкой) от механического воздействия и увеличивать вязкость (сгущаться) в состоянии покоя, таким образом, предотвращая подтеки.

Микросфера. Микроскопические пустотелые шарики наполненные газом в виде мелкозернистого порошка. Обладая низкой плотностью и весом, делает клеевую смесь воздушной, повышает вязкость. В больших объемах превращается пенистый материал. Идеально подходит для эпоксидных шпатлевок, замазок, там где требуются свойства по заполнению швов. Полимер с такой добавкой хорошо подается шлифовке, при чем это свойство имеет прямую зависимость от доли содержания микросферы, чем больше ее, тем легче шлифуется полимер. В то же время избыточное ее количество понижает прочность клеевого шва.

Волокна. Делают эпоксидный клей более вязким при склеивании. Хорошо заполняет зазоры и пропитывает поверхность. Волокно можно использовать любые от стеклянных до хлопчатобумажных.

Пигменты позволяют придавать необходимый цвет эпоксидной смоле, в декоративных целях, а также придают дополнительные свойства, обусловленные своей природой, некоторые из пигментов:

· Графитовый порошок - мелкозернистый порошок черного цвета, придает жесткость поверхности, является проводником электрического тока. Поверхности, обработанные смолой с графитовым порошком, не рекомендуется использовать на солнце.

· Алюминиевая пудра придает смоле серый металлически цвет, улучшает обрабатываемость пластика.

· Белый цвет можно придать, используя Двуокись титана.

· Мраморная крошка, диабаз и другие минеральные добавки придают пластику внешне свойства конкретной добавки, это позволяет делать очень красивые изделия, как бы "из камня". Кроме того данный тип наполнителя делает пластик более прочным и тяжелым.

Наполнители дают возможность получить качественный твердый полимер, с определенными свойствами, но следует знать, что это в некоторых случаях может привести к повышению хрупкости пластика. Добавляя жидкие пластификаторы (например, касторовое масло) можно снизить хрупкость и повысить пластичность конечного полимера. Содержание пластификатора можно определить только экспериментальным путем для каждого конкретного случая и как показывает практика это значение не более нескольких процентов.

2.6 Виды выпускаемого эпоксидного клея

На сегодняшний день большой выбор различных эпоксидных смол и отвердителей определяет выпуск широкого ассортимента эпоксидных клеев.

По консистенции они могут быть как твердыми, так и в виде пасты или вязкой жидкости, а также порошка или пленки.

Пленочный клей представляет собой пленочные материалы, армированные определенными тканями.

Пастообразный вариант клея обычно поступает в продажу уже в готовом виде или, чаще, в виде отдельных компонентов для последующего смешивания.

Пастообразный или жидкий клей готовится с помощью смешивания в миксере необходимых компонентов. Если приготовление эпоксидного клея происходит без нагревания, он будет иметь небольшую жизнеспособность и его необходимо готовить непосредственно перед применением.

Для получения клея высокой вязкости необходимо прогреть эпоксидную смолу. Это способствует более легкому смешиванию компонентов.

Для получения наилучшего эффекта соединения перед началом склеивания поверхности необходимо подвергнуть обязательной обработке. Это может быть механическая зачистка шкуркой, дробью или песком, обработка ультразвуком, обезжиривание в растворителях или травление в кислотной ванне. Именно от подготовки поверхности зависят физико-механические свойства соединений и их устойчивость при длительной эксплуатации.

Обладая исключительными клеящими свойствами, эпоксидные клеи используются там, где требуется передавать высокие нагрузки. Их используют вместо традиционного механического крепления различных деталей. Соединенные (склеенные) поверхности рассматриваются как единое целое.

Характеризуются полученные соединения высокой прочностью, тепло- и влагостойкостью, устойчивостью к воздействию агрессивной среды, масел, ГСМ. Их эксплуатация возможна в широком диапазоне температур и подходят они для прочного соединения деталей практически из любых материалов.

Есть у эпоксидного клея и свои недостатки. К ним, в частности, относится долгое затвердение клея (хотя в некоторых случаях это становится достоинством). Минусом является и то, что выпускаются клеи всего в нескольких цветовых вариантах. Требует внимания и обязательное соблюдение указанных пропорций при смешивании, а при понижении температуры хранения ниже 0 градусов Цельсия возможна кристаллизация клея и ухудшение многих его свойств.

2.7 Области применения

Основная область применения этого клея - непористые материалы всех видов, которые необходимо прочно и надежно склеить. Для синтетических материалов данные клеи непригодны. Эпоксидную смолу можно армировать стекловолокном, что позволяет решить самые трудные задачи по ремонту, например, автомобильных кузовов.

Благодаря исключительному сочетанию универсальных свойств, эпоксидные клеи нашли широкое применение практически во всех областях промышленности и народного хозяйства.

В строительстве исключительные клеящие свойства данного продукта используют для прочного соединения трехслойных панелей, железобетонных конструкций мостов.

В машиностроительной отрасли эпоксидные клеи нашли свое применение для производства технологической оснастки, абразивного инструмента и многого другого.

Используется этот клей и для создания клеесварных соединений для сборки летательных аппаратов, в космической технике - для изготовления солнечных батарей, крепления наружной и внутренней теплозащиты.

В судостроении с помощью эпоксидных клеев собирают суда из стеклопластиков, осуществляют монтаж высоконагруженных узлов крепления.

Используются эпоксидные клеи и в автомобильной промышленности. Здесь ими закрепляются тормозные колодки и крепятся детали из пластмассы к металлическим поверхностям.

В целом уникальные качества эпоксидного клея давно и надолго сделали его необходимым материалом в различных отраслях промышленности и незаменимым помощником в хозяйстве и быту. Даже несмотря на появление в последнее время большого количества клеев-конкурентов, превосходящих эпоксидный по некоторым свойствам, общая универсальность этого клея еще долго обеспечит ему признание и уважение в промышленности и технике. Применение эпоксидных клеев дает значительный технический и экономический эффект, позволяя совершенствовать процессы изготовления элементов различных конструкций, приборов, приспособлений и изделий.

В ходе работы ознакомились с теоретической частью производства эпоксидированных герметиков и клеев.



Список литературы

1. Думский Ю.В. Нефтеполимерные смолы. - М.: Химия, 1988. - 142 с.

2. Думский Ю.В. Химия и технология нефтеполимерных смол / Ю.В. Думский. - М.: Химия, 1999. - 303 с.

3. Еселев А.Д., Бобылев В.А. // Клеи. Герметики. Технологии. 2006. № 7. - С. 2-8.

4. Бондалетов В.Г., Фитерер Е.П., Бондалетова Л.И., Новиков С. С. Каталитические способы получения нефтеполимерных смол//Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Т. 309. - № 3.

Бобылев В.А. // Композитный мир. 2006. № 3. - С. 14-17.

5. Мошинский Л.Я. Эпоксидные смолы и отвердители. Тель-Авив: Аркадия Пресс Лтд, 1995. С. 40-142.

6. Кочнова З.А., Жаворонок Е.С, Чалых А.Е. Эпоксидные смолы и отвердители: Промышленные продукты. М: ООО "Пэйнт Медиа", 2006. - 197 с.

7. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. Москва, "Химия", 1982. - 232 с.

8. http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=301.

9. http://www.prioritetinvest.ru/klei-na-osnove-epoksidnykh-smol.html.

10. http://www.okleyah.ru/vidi-kleev/epoksidnie-klei.php.

Размещено на Allbest.ru

...