Poliesterinės dervos: gamyba ir tvarkymas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Pastaraisiais metais poliesterio dervos tapo labai populiarios. Visų pirma, jie yra paklausūs kaip pagrindiniai komponentai gaminant stiklo pluoštą, tvirtas ir lengvas konstrukcines medžiagas.

Dervos gamyba: pirmasis žingsnis

Kaip prasideda poliesterio dervos gamyba? Šis procesas prasideda nuo naftos distiliavimo – jo metu išsiskiria įvairios medžiagos: benzenas, etilenas ir propilenas. Jie būtini antihidridų, daugiabazių rūgščių, glikolių gamybai. Po virimo kartu visi šie komponentai sukuria vadinamąją bazinę dervą, kuri tam tikrame etape turi būti atskiesta stirenu. Pavyzdžiui, paskutinė medžiaga gali sudaryti 50% gatavo produkto. Šiame etape taip pat leidžiama parduoti paruoštą dervą, tačiau gamybos etapas dar nebaigtas: nereikia pamiršti apie prisotinimą įvairiais priedais. Būtent šių komponentų dėka gatava derva įgauna savo unikalias savybes.

Mišinio sudėtį gali keisti gamintojas – daug kas priklauso nuo to, kur tiksliai bus naudojama poliesterio derva. Ekspertai parenka optimaliausius derinius, to rezultatasdarbas bus visiškai skirtingų savybių turinčios medžiagos.

Dervos gamyba: antrasis etapas

Svarbu, kad gatavas mišinys būtų kietas – paprastai jie laukia, kol polimerizacijos procesas pasieks pabaigą. Jei jis nutrūksta, o medžiaga parduodama, ji yra tik iš dalies polimerizuota. Jei su juo nieko nebus daroma, polimerizacija tęsis, medžiaga tikrai sukietės. Dėl šių priežasčių dervos galiojimo laikas yra labai ribotas: kuo senesnė medžiaga, tuo blogesnės jos galutinės savybės. Polimerizaciją taip pat galima sulėtinti – tam naudojami šaldytuvai, ten kietėjimas nevyksta.

Kad būtų baigtas gamybos etapas ir gautas gatavas produktas, į dervą taip pat reikia įpilti dviejų svarbių medžiagų: katalizatoriaus ir aktyvatoriaus. Kiekvienas iš jų atlieka savo funkciją: mišinyje prasideda šilumos generavimas, kuris prisideda prie polimerizacijos proceso. Tai yra, šilumos š altinis iš išorės nereikalingas – viskas vyksta be jo.

Polimerizacijos proceso eiga reguliuojama – kontroliuojamos komponentų proporcijos. Kadangi dėl kontakto tarp katalizatoriaus ir aktyvatoriaus gali susidaryti sprogus mišinys, pastarasis dažniausiai dedamas į dervą išimtinai kaip gamybos dalis, katalizatorius pridedamas prieš naudojant, dažniausiai tiekiamas atskirai. Tik pasibaigus polimerizacijos procesui medžiaga sukietėja, galime daryti išvadą, kad poliesterio dervų gamyba baigta.

Originalinės dervos

Kas tai yrapradinės būklės medžiaga? Tai į medų panašus klampus skystis, kurio spalva gali būti nuo tamsiai rudos iki šviesiai geltonos spalvos. Įdėjus tam tikrą kiekį kietiklio, poliesterio derva iš pradžių šiek tiek sutirštėja, tada įgauna želatininę būseną. Kiek vėliau konsistencija primena gumą, tada medžiaga sukietėja (tampa netirpi, netirpi).

Šis procesas vadinamas kietėjimu, nes normalioje temperatūroje trunka kelias valandas. Kai derva yra kieta, ji primena kietą, patvarią medžiagą, kurią galima lengvai nudažyti įvairiausiomis spalvomis. Paprastai jis naudojamas kartu su stiklo audiniais (poliesterio stiklo pluoštu), jis atlieka konstrukcinio elemento funkciją gaminant įvairius gaminius - tokia yra poliesterio derva. Instrukcijos dirbant su tokiais mišiniais yra labai svarbios. Būtina laikytis kiekvieno jo punkto.

Pagrindinės funkcijos

Sukietėjusios poliesterio dervos yra puikios konstrukcinės medžiagos. Jie pasižymi kietumu, dideliu stiprumu, puikiomis dielektrinėmis savybėmis, atsparumu dilimui, cheminiu atsparumu. Nepamirškite, kad eksploatacijos metu gaminiai, pagaminti iš poliesterio dervos, yra saugūs aplinkosaugos požiūriu. Tam tikros mišinių, naudojamų kartu su stiklo audiniais, mechaninėmis savybėmis savo eksploatacinėmis savybėmis primena konstrukcinio plieno parametrus (kai kuriais atvejais net ir viršija). Gamybos technologija pigi, paprasta, saugi, nes medžiaga kietinama normalioje kambario temperatūroje.temperatūra, net nereikia taikyti slėgio. Lakiųjų ar kitų šalutinių produktų neišskiriama, pastebimas tik nedidelis susitraukimas. Taigi, norint pagaminti produktą, nereikia brangių didelių gabaritų įrenginių, nereikia šilumos energijos, kurios dėka įmonės greitai įvaldo tiek didelės, tiek mažos galios gamybą. Nepamirškite apie mažą poliesterio dervų kainą – šis skaičius yra du kartus mažesnis nei epoksidinių dervų.

Gamybos augimas

Neįmanoma nepaisyti to, kad šiuo metu nesočiųjų poliesterio dervų gamyba kasmet įgauna pagreitį – tai galioja ne tik mūsų šalyje, bet ir bendroms užsienio tendencijoms. Jei tikite ekspertų nuomone, tokia situacija tikrai išliks artimiausioje ateityje.

Servų trūkumai

Žinoma, poliesterio dervos, kaip ir bet kuri kita medžiaga, turi tam tikrų trūkumų. Pavyzdžiui, stirenas gamyboje naudojamas kaip tirpiklis. Jis yra degus ir labai toksiškas. Šiuo metu jau yra sukurti tokie prekių ženklai, kurių sudėtyje nėra stireno. Kitas akivaizdus trūkumas: degumas. Nemodifikuotos, nesočiosios poliesterio dervos dega kaip ir kietmedžiai. Ši problema išspręsta: į medžiagos sudėtį įvedami miltelių užpildai (mažos molekulinės masės organiniai junginiai, turintys fluoro ir chloro, stibio trioksidas), kartais naudojama cheminė modifikacija - tetrachloroftalio,chlorendo rūgštis, kai kurie multimerai: vinilo chloracetatas, chlorstirenas, kiti junginiai, kuriuose yra chloro.

Dervos sudėtis

Jei atsižvelgsime į nesočiųjų poliesterio dervų sudėtį, čia galime pastebėti daugiakomponentį skirtingo pobūdžio cheminių elementų mišinį – kiekvienas iš jų atlieka tam tikras užduotis. Pagrindiniai komponentai yra poliesterio dervos, jos atlieka skirtingas funkcijas. Pavyzdžiui, poliesteris yra pagrindinis komponentas. Tai yra poliolių, kurie reaguoja su anhidridais arba daugiabazinėmis rūgštimis, polikondensacijos reakcijos produktas.

Jei kalbėtume apie polihidroksilius alkoholius, tai dietilenglikolis, etilenglikolis, glicerinas, propilenglikolis, dipropilenglikolis čia yra paklausūs. Kaip anhidridai naudojami adipo, fumaro rūgštys, ftalio ir maleino rūgšties anhidridai. Poliesterio dervos liejimas vargu ar būtų įmanomas, jei poliesterio molekulinė masė būtų maža (apie 2000) paruošto perdirbti. Gaminių formavimo procese jis virsta polimeru, turinčiu trimatę tinklinę struktūrą, didelę molekulinę masę (po sukietėjimo įvedami iniciatoriai). Būtent ši struktūra užtikrina cheminį atsparumą, didelį medžiagos stiprumą.

Tirpiklių monomeras

Kitas privalomas komponentas yra tirpiklio monomeras. Šiuo atveju tirpiklis atlieka dvigubą funkciją. Pirmuoju atveju tai reikalinga norint sumažinti dervos klampumą iki tokio lygio, kuris reikalingas perdirbimui (nes pats poliesterisper storas).

Kita vertus, monomeras aktyviai dalyvauja kopolimerizacijos su poliesteriu procese, dėl kurio užtikrinamas optimalus polimerizacijos greitis ir didelis medžiagos kietėjimo gylis (jei poliesteriai nagrinėjami atskirai, jų kietėjimas gana lėtai). Hidroperoksidas yra pats komponentas, kurio reikia kietėti iš skystos būsenos – tik taip poliesterio derva įgauna visas savo savybes. Katalizatoriaus naudojimas taip pat privalomas dirbant su nesočiosiomis poliesterio dervomis.

Accelerator

Šis ingredientas gali būti dedamas į poliesterius tiek gamybos metu, tiek apdorojimo metu (prieš pridedant iniciatoriaus). Kob alto druskos (kob alto oktoatas, naftenatas) gali būti vadinamos optimaliausiais polimerų kietėjimo greitintuvais. Polimerizacija turi būti ne tik paspartinta, bet ir suaktyvinta, nors kai kuriais atvejais ji ir sulėtėja. Paslaptis yra ta, kad jei nenaudojami greitintuvai ir iniciatoriai, gatavoje medžiagoje savarankiškai susidarys laisvieji radikalai, dėl kurių polimerizacija įvyks per anksti - saugojimo metu. Norint išvengti šio reiškinio, būtinas kietėjimo lėtintuvas (inhibitorius).

Inhibitoriaus principas

Šio komponento veikimo mechanizmas yra toks: jis sąveikauja su laisvaisiais radikalais, kurie periodiškai atsiranda, todėl susidaro mažai aktyvūs radikalai arba junginiai, kurie visiškai neturi radikalų pobūdžio. Inhibitorių funkciją dažniausiai atlieka tokiemedžiagos: chinonai, trikrezolis, fenonas, kai kurios organinės rūgštys. Gaminant poliesterius sudaromas nedidelis inhibitorių kiekis.

Kiti papildai

Aukščiau aprašyti komponentai yra pagrindiniai, būtent jų dėka galima dirbti su poliesterio derva kaip rišikliu. Tačiau, kaip rodo praktika, gaminių formavimo procese į poliesterius įdedama pakankamai daug priedų, kurie savo ruožtu atlieka įvairias funkcijas ir keičia pradinės medžiagos savybes. Tarp šių komponentų galima išskirti miltelinius užpildus - jie įvedami specialiai siekiant sumažinti susitraukimą, sumažinti medžiagos kainą ir padidinti atsparumą ugniai. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į stiklo audinius (sustiprinančius užpildus), kurių naudojimas yra susijęs su mechaninių savybių padidėjimu. Yra ir kitų priedų: stabilizatorių, plastifikatorių, dažiklių ir kt.

Stikliniai kilimėliai

Stiklo pluoštas gali skirtis tiek storiu, tiek struktūra. Stiklo kilimėliai – tai stiklo pluoštas, susmulkintas į smulkius gabalėlius, jų ilgis svyruoja tarp 12-50 mm. Elementai suklijuojami naudojant kitą laikiną rišiklį, kuris dažniausiai būna milteliai arba emulsija. Epoksidinė poliesterio derva naudojama stiklo kilimėlių, susidedančių iš atsitiktinai išdėstytų pluoštų, gamybai, o stiklo pluoštas savo išvaizda primena įprastą audinį. Norint pasiekti didžiausią įmanomą stiprumą, reikia naudoti skirtingų rūšių stiklo pluoštą.

Apskritai stiklo kilimėliai turi mažiaustiprumo, bet juos daug lengviau apdoroti. Palyginti su stiklo pluoštu, ši medžiaga geriau atkartoja matricos formą. Kadangi pluoštai gana trumpi, chaotiškos orientacijos, kilimėlis vargu ar gali pasigirti dideliu tvirtumu. Tačiau jį galima labai lengvai impregnuoti derva, nes ji yra minkšta, o yra biri ir stora, šiek tiek primena kempinę. Medžiaga tikrai minkšta ir formuojama. Pavyzdžiui, laminatas, pagamintas iš tokių kilimėlių, pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, pasižymi dideliu atsparumu atmosferos sąlygoms (net ir ilgą laiką).

Kur naudojami stiklo kilimėliai

Klimėlis naudojamas kontaktinio liejimo srityje, kad būtų galima gaminti sudėtingų formų prekes. Iš šios medžiagos pagaminti gaminiai naudojami įvairiose srityse:

• laivų statybos pramonėje (kanojų, valčių, jachtų, žuvų katerių, įvairių vidaus konstrukcijų ir kt. statyba);
• Stiklo kilimėlis ir poliesterio derva naudojami automobilių pramonėje (įvairios mašinų dalys, cilindrai, furgonai, difuzoriai, bakai, informaciniai skydeliai, korpusai ir kt.);
• statybos pramonėje (tam tikri medienos gaminiai, autobusų stočių statyba, pertvaros ir kt.).

Stikliniai kilimėliai turi skirtingą tankį ir storį. Medžiaga padalinta iš vieno kvadratinio metro svorio, kuris matuojamas gramais. Yra gana plona medžiaga, beveikorinis (stiklinis šydas), yra ir storas, beveik kaip antklodė (naudojamas, kad gaminys įgautų norimą storį, įgautų reikiamą stiprumą).