Про смолы!

Отрофталевые, изофталевые и винилэфирные смолы

Если вам вдруг показалось, что теперь вы все знаете о полиэфирной смоле, мы готовы вылить на вас очередную порцию информации.

Рано или поздно при путешествиях по полиэфирным дебрям вы наткнетесь на понятия “ортофталевой” , “изофталевой” и “винилэфирной” смол. Имеют ли эти термины значение в нашей судостроительной практике ? Для начала, не стоит впадать в отчаяние – все три типа относятся к полиэфирным смолам и являются их разновидностями. Основные различия, по крайней мере с точки зрения химии, заключаются в том , что при схожести техпроцесса они различаются молекулярной массой и строением. Причины этих различий заключаются в характеристиках конечного стеклопластика и условиях его эксплуатации.

Ортофталевые и изофталевые смолы имеют различия в кислотной основе смолы. С точки зрения молекулярного строения изофталевые смолы усторены более сложно чем ортофталевые, а винилэфирные сложнее тех и других. Однако все три – это полиэфирные смолы. Чтобы излишне не усложнять ситуацию, скажем сразу, что самый распространенный тип смол в стеклопластиковом судостроении (особенно если речь идет о любительском) – это ортофталевые. Почему ? В первую очередь – из-за своей низкой стоимости, а также из-за того, что характеристики, которыми обладают изофталевые и винилэфирные смолы, как правило, не нужны большинству лодок (хотя в применении изофталевых и наблюдается рост).

Каковы же могут быть причины применения изофталевой и винилэфирной смолы вместо ортофталевой ? Та и другая обладают улучшенными физико-механическими свойствами и обеспечивают стеклопластику более высокие характеристики. К примеру, у изофталевой смолы выше коррозионная стойкость и стойкость к растворителям (по сравнению с ортофталевой) , она более прочная и лучше держит удары. Именно поэтому ее чаще всего используют в гелькоутах. У изофталевой и винилэфирной смолы также лучше адгезионные свойства.

По своей химической и коррозионной стойкости винилэфирные смолы обходят изофталевые, и к тому же сохраняют свои высокие механические свойства при повышенных температурах – качество, весьма ценное при использовании в аэрокосмической отрасли. Их высокая химическая стойкость находит применение при изготовлении стеклопластиковых емкостей и в различных отраслях промышленности.

Винилэфирным смолам свойственна эластичность при растяжении ; это обеспечивает изготовленному на их основе ламинату более высокие характеристики, что важно там, где нет возможности избежать высоких нагрузок (циклических и вибрационных) на этапе проектирования. Сферой применения, где такие качества могут быть в цене, являются, к примеру, быстроходные гоночные катера для открытого моря.

У многих специалистов по стеклопластиковым композитам и химиков в области смол вызывает недоумение возросший интерес к винилэфирным смолам в судостроении. Как они утверждают, совершенно достаточной прочности и других механических характеристик можно достичь , применяя самую обычную орто- и изофталевую смолу с правильными стекломатериалами по правильной технологии. Если не поставлена задача сохранения высокой прочности при повышенных температурах или стойкости к химическим веществам и коррозии – нет никакого смысла платить лишнюю цену за использование винилэфирной смолы. Позже мы еще будем обращаться к более подробному обсуждению этих видов смол.

У винилэфирной смолы имеются и другие недостатки. Срок годности у них зачастую гораздо меньше чем у обычных полиэфирных. Многие поступают в продажу непредускоренными и требуют самостоятельного введения ускорителя. Этот момент осложняется тем, что с винилэфирными смолами применяются иные, более сложные системы в виде известного нам нафтената кобальта в паре с веществом под названием диметиланилин (или ДМА) – крайне опасного и являющегося канцерогеном.

Из-за того, что для винилэфирной смолы помимо катализатора могут потребоваться еще два ускорителя, работать с ними сложнее в плане сроков желатинизации и полимеризации, т.к. они зависят от пропорций сразу трех ингредиентов. Для любителя это может оказаться слишком сложным и привести к ошибкам с непредсказуемыми результатами. Именно по этой причине, и с учетом потенциальной угрозы здоровью и безопасности, некоторые эксперты в области смол считают, что введение ускорителей в полиэфирную смолу нельзя доверять конечному потребителю. Независимо от того, предускорен винилэфир или нет, потребителю рекомендуется обращаться к производителю или поставщику смолы за рекомендациями по ее пригодности для конкретных изделий и правильному построению техпроцесса.

Может возникнуть вопрос – оправдано ли вообще использование винилэфирных смол ? Многие производители быстроходных судов, строящие единичные экземпляры для участия в соревнованиях, считают, что да . В особенности это касается тех, кто использует ее в комбинации с высокомодульными армирующими материалами, рассматриваемыми далее. Они аргументируют это тем, что характеристика любого композитного материала зависит не только от материалов армирования , их комбинации и ориентации в ламинате , но также и от типа применяемой смолы. Считается, что винилэфиры обеспечивают повышенную ударопрочность, противостоят абразивному износу, более водостойки , эластичны, в особенности когда используются совместно с высокомодульными волокнами.

На данный момент проведено недостаточно испытаний, которые бы подтвердили эти заявления, и многие специалисты склоняются к мысли, что применение винилэфирных смол вместо прочих полиэфирных, является скорее данью моде. Тем не менее, автор имел возможность ознакомиться с эмпирическими результатами сравнительных испытаний винилэфирной и полиэфирной смолы в сэндвичевой конструкции , состоящей из пенопластового заполнителя и тонких наружных оболочек из высокомодульного материала. И хотя данные говорили о лучшей адгезии оболочек к заполнителю и лучшей ударопрочности, в случае применения этих смол любителями, их реальные и мнимые достоинства просто не оправдывают связанных с этим расходов и проблем. В большинстве случаев характеристик ортофталевой полиэфирной смолы будет совершенно достаточно, а если нужно нечто лучшее, всегда можно обратиться к полиэфирной изофталевой. И если в настоящее время изофталевые смолы стоят на 10% дороже ортофталевых, то винилэфирные стоят практически вдвое дороже. Для большинства любителей один только этот фактор ставит крест на использовании данного вида смол.

Эпоксидные, винилэфирные и полиэфирные смолы в судостроении.
Эти смолы применяются в судостроительной промышленности для пропитки волокон в процессе изготовления изделий из волоконно-армированного пластика.Независимо от природы волокна (стекловолокно, углеволокно, кевлар, древесное волокно), адгезия смолы и пропитываемость волокон являются самым важным моментом для производства качественного изделия.

ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ . Представляют самое универсальное семейство смол, применяемых для производства композитных конструкций и судоремонта. Практически по всем параметрам эти смолы обеспечивают самые высокие показатели клеевого шва и прочности. В настоящее время разработаны смолы, не содержащие вредных для здоровья веществ и не выделяющие при отверждении фенола. Смолы обладают крайне малой усадкой . В случае ремонта компонента, изначально изготовленного на основе полиэфирных и винилэфирных смол и подвергнутого деформации и трещинам, хорошо армированная эпоксидная смола имеет прочность связи с основой 2000 пси (у винилэфирной 500 пси). Не имеет значения, из какого сочетания древесины, углеволокна, кевлара, стекловолокна и заполнителя состоит ремонтируемое изделие, смола хорошо впитается и навсегда образует с ним композитное единое целое. Когда эпоксидная смола используется в качестве химически стойкого барьерного слоя, покрытие ею обладает очень низким водопоглощением ( менее 0.5%) и можно быть уверенным в том, что отделочные покрытия будут иметь хорошее сцепление с эпоксидной основой, а основа – с корпусом судна . Современные эпоксидные смолы могут обладать низкой вязкостью и контролируемым временем отверждения.

ВИНИЛЭФИРНЫЕ СМОЛЫ. Отражают шаг в верном направлении развития смол. Хотя и имеют тот же пероксидный механизм образования пространственных связей, что и полиэфирная смола. Дополнительную прочность этим гибридным смолам придают эпоксидные молекулы, заложенные в их основу. Усадка при отверждении умеренная. Повышенная прочность модифицированной смолы предотвращает образование микротрещин, а сама основа смолы к тому же служит повышению адгезии к поверхности. Обладают неплохими водостойкими качествами и некоторые имеющиеся в продаже барьерные покрытия изготовлены на основе смол этого семейства. К отрицательным сторонам винилэфирных смол относятся критичность к их приготовлению, высокий уровень содержания вредных веществ (в форме стирола), чувствительность к влажности и температуре (может не полимеризоваться) . Хорошая винилэфирная смола весьма дорогая по сравнению с полиэфирной, и по цене близка к эпоксидной. Винилэфирные смолы несомненно превосходят по характеристикам полиэфирные при рассмотрении стандартного пероксидного процесса, однако их адгезия к разнородным и ранее отвержденным поверхностям все еще остается крайне низкой и многие корпуса на базе винилэфирной смолы страдают все той же проблемой массового отслоения наружного слоя стеклопластика от заполнителя и переборок. Плюс ко всему практически всегда барьерные покрытия наносятся уже после продажи судна и здесь очень важно, чтобы это покрытие имело прочную связь с основой. Винилэфирные смолы обладают хорошей адгезией к стекловолокну и низкой адгезией к более экзотическим материалам (кевлар, углеволокно) и древесине. Для отверждения полиэфирных и винилэфирных смол на открытой поверхности требуется введение специальных добавок. Нанесение последующих слоев нуждается в тщательной подготовке поверхности для обеспечения адгезии.

Читайте также:

Выбор материала для постройки яхты

ПОЛИЭФИРНЫЕ СМОЛЫ. Самые дешевые из всех смол, применяемых в стеклопластиковом судостроении с использованием отрицательной формы в виде матрицы. Главное преимущество полиэфирных смол по сравнению с винилэфирными и эпоксидными – их крайняя дешевизна. Отрицательными сторонами являются плохая адгезия, высокий уровень фильтрации воды, сильная усадка и высокое содержание вредных веществ. Могут применяться только со стекловолокном. Лучше всего подходят для изготовления конструкций, не критичных к весу, адгезии и прочности на излом. Примером может служить изготовление простого цельного стеклопластикового элемента в открытой матрице за одну операцию и без образования вторичных соединений на этой смоле. Если точность формы не очень важна, водостойкость не имеет значения и место работы имеет хорошую вентиляцию, тогда полиэфирная смола будет главным кандидатом. Полиэфирные смолы с давних времен обладают плохими характеристиками в области адгезии и растяжения, в результате чего готовое изделие склонно к образованию микротрещин и формированию слабого вторичного клеевого соединения . Эти характеристики приобретают значение, когда заходит речь о соединении разнородных материалов в одном изделии или когда материалы не имеют обычной стекловолокнистой основы. Готовый корпус на основе полиэфирной смолы страдает осмотическим пузырением, если его не обработать эпоксидной смолой для образования барьерного покрытия. Верфи завалены корпусами и надстройками, пораженными огромными участками расслоения стеклопластика и отделения его от заполнителя. Все это стало результатом повсеместного в промышленности нарушения технологии склеивания (использования полиэфирной смолы в качестве клея).

Из чего состоит стеклопластик? Компоненты стеклокомпозита

К связующим для изготовления стеклопластика относят термопласты (полиамиды, полиимиды, полипропилен, полисульфон) и реактопласты (олигомеры, работающие в присутствии отвердителя). Реактопластами являются ненасыщенные полиэфирные смолы, винилэфирные смолы, эпоксидные смолы.

Полиэфирные ненасыщенные смолы

В состав полиэфирных ненасыщенных смол входят растворы продуктов поликонденсации гликолей с малеиновым ангидридом и модифицирующими кислотами в мономерах. Это ненасыщенные олигомеры (олигоэфиры): полималеинаты, олигоэфиракрилаты.

Многокомпонентная смесь полиэфирных ненасыщенных смол включает в себя ряд химических веществ с необходимыми для формирования стеклокомпозита функциями (табл. 2). Для полимеризации смолы необходимы дополнительные компоненты. Это акселераторы (ускорители) и катализаторы (отвердители).

Компоненты	Выполняемая роль	Содержание, %
Ненасыщенный полиэфирный олигомер – полиэфир	Основа полимеризации	63 – 71
Растворитель	Снижение вязкости и сополимеризация с олигомером-полиэфиром	27 – 33
Инициатор	Создание условий для процесса полимеризации смолы	1,61 – 8,14
Ускоритель	Повышение скорости полимеризации	1,7 – 6,2
Ингибитор	Блокировка процесса полимеризации в процессе хранения	0,049

Полиэфир образуется при поликонденсации многоатомных спиртов (гликолей) с многоосновными кислотами (фумаровая или адипиновая кислота) или ангидридами (малеиновый ангидрид, фталевый ангидрид).

После полимеризации полиэфирный олигомер приобретает трехмерную сетчатую структуру. Если исходный продукт имел относительно малую молекулярную массу, соответствующую 2000, то в результате полимеризации его молекулярная масса резко возрастает.

Растворителем для полиэфирных ненасыщенных смол служит стирол, а также нелетучий диметакрилат триэтиленгликоля.

Инициатор отверждения – это перекись или гидроперекись, которая при взаимодействии с ускорителем запускает процесс полимеризации. В качестве ускорителя используют соли кобальта, в частности нафтенат и октоат кобальта.

Эпоксидная смола

Эпоксидные смолы образуются в результате реакции поликонденсации эпихлоргидрина с многоатомными фенолами, спиртами, полиаминами, многоосновными кислотами и представляют собой олигомеры.

При применении эпоксидной смолы в качестве связующего на характеристики стеклокомпозита влияет выбранный вид отвердителя (гексаметилендиамин, полиэтиленполиамины, малеиновый ангидрид).

Наиболее используемая эпоксидно-диановая смола, которая применяется в составе с различными видами отвердителей. Это третичные амины и их аналоги, а также фенолы. Технические характеристики представлены в таблице 3 для высшего сорта эпоксидной смолы.

Массовые доли некоторых веществ	Содержание, %
Эпоксидных групп	20,0 – 22,0
Ион-хлора, не более	0,003
Омыляемого хлор, не более	0,5
Летучих веществ, не более	0,5
Гидроксильных групп, не более	1,1

Винилэфирные смолы

Представляют собой полиэфирные ненасыщенные смолы с эпоксидной основой. Содержание стирола составляет 35 %.

В зависимости от состава винилэфирные смолы имеют следующие разновидности:

винилэфирная смола на основе бисфенола А;
бромсодержащие винилэфирные смолы, обладают высокой химической стойкостью в широком спектре рН;
винилуретановые смолы, получают путем введения уретановых групп в состав винилэфирных смол, что повышает их анизотропные свойства;
наволочные формальдегидные смолы с высокой стойкостью к высоким температурам и окислителям.

В качестве инициаторов отверждения для винилэфирных смол применяют перекиси и гидроперекиси, а ускорителями являются нафтенаты, октоаты кобальта и амины. Отвердителем служит пероксид метилэтилкетона с повышенным содержанием димера, а также гидропероксид кумола, который является наиболее предпочтительным из-за отсутствия вспенивания.

После отверждения связующие на основе винилэфирных смол приобретают следующие характеристики и свойства:

Ключевые отличия полиэфирной смолы от эпоксидной

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 или её. 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.

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.
— Значительная усадка
— 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 и надёжности), изготовлении прочностных изделий, отливки изделий с высокой точностью, 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 небольших декоративных, где не очень важна точность (усадка), а также в подобных отраслях, где низкая стоимость и простота работы важнее прочности и устойчивости.

Читайте также:

Использование для постройки яхты дерева

Полиэфирная и эпоксидная смола — основные характеристики, отличия и сферы применения

В судостроении, машиностроении, химической промышленности и ряде других отраслей применяются смолы. Материалы требуются для пропитки в процессе производства, улучшают свойства древесных материалов, стекловолокна, углеволокна. В чем отличие полиэфирной и эпоксидной смолы — самых популярных средств группы? Стоит подробнее рассмотреть их сферу применения, плюсы и минусы.

Эпоксидка — достоинства и недостатки

Материал эпоксидного типа имеет несколько синтетических компонентов в составе и обычно реализуется в форме двухсоставных средств. Отличается от иных наличием основной смеси и отвердителя — последний добавляют для застывания перед использованием.

В результате после отверждения получаются изделия или покрытия высокой прочности, обладающие стойкостью к действию агрессивных факторов. При попадании ацетона или ряда других растворителей покрытие портится.

Преимущества применения эпоксидных материалов:

отсутствие токсических испарений после полного высыхания изделий (не выделяют фенол, безопасны для здоровья);
незначительная усадка;
защита поверхностей от влаги;
стойкость к износу;
легкость шлифования;
возможность склеивать дерево, сталь, алюминий, прочие непористые основания;
самые высокие показатели клеевого шва.

С эпоксидными смолами работают не более часа — дальше состав начинает отвердевать. Полное застывание происходит при -10…+200 градусах, используются холодный и горячий методы сушки. Различие в эффективности в зависимости от способа сушки есть: при горячем воздействии получаются сверхпрочные изделия для специальных производств.

Где чаще всего используется эпоксидка? Вот основные сферы:

пропитка стеклоткани для авиационного производства;
обработка корпусов судов;
изготовление деталей в автомобилестроении, электронике;
приготовление пластмассы и стеклопластика для строительства;
гидроизоляция покрытий для пола и стен в помещениях с высокой влажностью;
участие во внешней отделке стен;
декор помещений;
создание химически стойкого барьера в разных отраслях промышленности.

Недостатков у средства только два. Довольно высокая стоимость, особенно если выбирать между эпоксидкой или полиэфиркой. Период полимеризации зависит от типа отвердителя и может быть довольно неудобным. Использование высококачественных отвердителей вызовет значительное удорожание работ.

Полиэфирная смола — плюсы и минусы

В основе средств всегда есть полиэфир, иные компоненты могут различаться: растворители, ингибиторы химических реакций, ускорители. Если дополнительно покрыть поверхность специальным составом (гелькоутом), прочность покрытия возрастет.

Сферы применения полиэфирки:

строительство;
машиностроение;
химическая промышленность;
судостроение;
в смеси со стекломатериалами — изготовление стеклопластика, сантехники;
изготовление искусственного камня.

дешевизна;
твердость, стойкость к химическому воздействию и износу;
наличие диэлектрических свойств;
отсутствие вредных испарений после отвердевания, безопасность для человека и окружающей среды;
застывание при обычной температуре;
легкость в работе.

В чем разница полиэфирных смол с эпоксидными? Свойства последних серьезно превышают физико-химические показатели первых. Для получения более прочного покрытия приходится использовать гелькоуты: в сухих помещениях — ортофталевые, во влажных — изофталевые, неопентиловые.

К минусам можно отнести однокомпонентность состава. Химическая реакция в полиэфирке уже запущена, и старый материал будет затвердевшим, непригодным для работы. Эпоксидку можно разбавить, материал годится для нанесения на любые поверхности, срок годности не принципиален. Недостаток в огнеопасности из-за наличия некоторых растворителей, низкая огнестойкость — смола горит как древесина.

В сравнении с эпоксидкой можно указать такие минусы материала:

более низкая адгезия;
сильная усадка;
большой показатель фильтрации воды.

Иные виды смол

Существуют иные типы материалов, которые могут заменить описанные выше. Они менее популярны, но все-таки используются в промышленности.

Винилэфирные смолы

Это современные виды материалов, принцип образования которых схож с таковым у полиэфирных. Винилэфирные смолы более прочные — это свойство придают им входящие в состав эпоксидные молекулы. Усадка выше чем у эпоксидки, но ниже чем у полиэфирки.

Прочие характеристики материала:

не позволяет формироваться микротрещинам;
повышает адгезию к поверхностям;
обладает высокими водостойкими свойствами.

К сожалению, такие материалы содержат вредные вещества (стиролы), хотя ряд современных модификаций не включает этих элементов. Минусом можно назвать плохую полимеризацию при обычных температурах. Цена средств высока, чуть ниже стоимости эпоксидных смол.

Во время эксплуатации надо соблюдать осторожность: при нанесении на разнородные поверхности есть риск отслойки наружной части покрытия. Наилучшую адгезию материал показывает к стекловолокну, хуже его сцепление с углеволокном, кевларом.

Бакелитовая смола

Бакелит — продукт поликонденсации фенола с формальдегидом при участии щелочного катализатора. Материал относится к термореактопластам, формируется на начальном этапе производства фенолформальдегидной смолы. На вид бакелитовая смола — вязкая жидкость светло-желтого, темно-желтого цвета.

Материал применяется как связующее звено при выпуске абразивных изделий горячего, холодного прессования и вальцевания. Свойство бакелита переходить в нерастворимую форму при долгом нагревании применяется для приготовления пластмасс. Растворы на спирту эксплуатируются как лаки.

высокое сопротивление трению, давлению, ударам;
плохая теплопроводность;
легкая обработка на станках;
электроизоляционные качества;
отсутствие повреждений от действия щелочей и холодных кислот;
стойкость к действию температур до +300 градусов.

Эпоксивинилэфирные смолы

Такие материалы отличаются высочайшей химической стойкостью, могут защищать изделия от коррозии. Особенно популярны на производстве, где необходимы антикоррозионные свойства стеклопластика.

Благодаря таким качествам эпоксивинилэфирные смолы могут использоваться в ряде отраслей промышленности:

химическая;
целлюлозная;
полупроводниковая;
энергетическая;
металлообрабатывающая;
производство нефтехимии;
выпуск лекарств;
утилизация отходов.

Нанесение химстойких смол делает изделия защищенными и от растворителей, окислителей, хлоридов, щелочей. Некоторые типы эпоксивинилэфирных смол выдерживают температуры до +315 градусов, но большая часть их может длительно эксплуатироваться до +175 градусов. Срок службы стеклопластика составляет несколько десятилетий. Стоимость материала умеренная — ниже чем у эпоксидных смол.

Изофталевая смола

Этот тип материала относится к полиэфирам, разница только в специфике процесса производства. Изофталевая смола отличается от стандартной полиэфирной молекулярной массой, строением. Это обуславливает несколько иные свойства готового стеклопластика.

Изофталевые материалы имеют сложную структуру. Прочие их свойства:

высокая ударная прочность;
прекрасная связываемость с волокнами стекла;
способность выдерживать большие статические, динамические нагрузки;
малое водопоглощение;
могут применяться вручную и методом напыления.

Ортофталевые смолы

По сравнению с изофталевыми смолами ортофталевые имеют менее сложное строение. В составе есть специальные добавки, которые улучшают экологические показатели, снижают вредность испарений. Некоторые вовсе не содержат стирола и признаются безопасными.

В составе ряда смол есть парафин, и они предназначаются для создания поверхностной пленки на ламинате. Ортофталевые смолы быстро отвердевают, работать с ними надо в течение короткого промежутка времени.

Отличия полиэфирной и эпоксидной смол

Полиэфирка и эпоксидка сочетают достоинства и недостатки, поэтому их применяют в зависимости от потребностей. Материалы серьезно различаются по ряду показателей.

Полимеризация

Эпоксидные смолы полимеризуются более длительно, чем полиэфирные. Утрачивают вязкость при повышении температуры, поэтому могут возникать неприятности при работе на вертикальных основаниях. Полиэфирные смолы вязкости не теряют: с ними может работать человек даже без специальной подготовки.

Термопоказатели

Слишком высокие температуры быстро приводят эпоксидку в негодность, материал закипает. Полиэфирные смолы лучше выдерживают нагревание, не кипят.

Эксплуатационные качества

Оба вида материала характеризуются прочностью готового покрытия, имеют хорошую адгезию. Усадка эпоксидки намного ниже, материал служит дольше, поэтому используется для изготовления износостойких деталей. Для работы требуются определенные навыки. Полиэфирная смола используется там, где не требуется сверхвысокая износостойкость, материал достаточно долговечен, получаются качественные стеклопластиковые изделия.

Гелеобразование

Процесс гелеобразования эпоксидки — 30 минут, полиэфирного материала — от 2–3 минут.

Стоимость

Цена будет зависеть от конкретной марки и разновидности средства, но в любом случае эпоксидка на порядок дороже.

Взаимодействие между собой

Не рекомендуется наносить полиэфирку на эпоксидку — материал быстро отслоится. Виной этому служат эфиры, парафины, которые есть в составе полиэфирной смолы. Эпоксидка на зашкуренную полиэфирку ляжет отлично и будет долго служить.

Токсичность и запах

Эпоксидные смолы не имеют резкого запаха, не токсичны. Полиэфирка имеет более неприятный запах, но токсичность тоже отсутствует. Работать с обоими видами материалов надо в перчатках.

Сравнивать разные виды смол сложно, ведь каждый имеет свое предназначение. В целом можно сделать такой вывод: эпоксидка намного прочнее, долговечнее, зато дороже, полиэфирка менее крепка на износ, но дешева и отлично подойдет для изделий, не подверженных высоким нагрузкам.

Чем отличается полиэфирная смола от эпоксидной смолы

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.

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.

Полиэфирная и эпоксидная смола — основные характеристики, отличия и сферы применения

Эпоксидка — достоинства и недостатки

Преимущества применения эпоксидных материалов:

отсутствие токсических испарений после полного высыхания изделий (не выделяют фенол, безопасны для здоровья),
незначительная усадка,
защита поверхностей от влаги,
стойкость к износу,
легкость шлифования,
возможность склеивать дерево, сталь, алюминий, прочие непористые основания,
самые высокие показатели клеевого шва.

С эпоксидными смолами работают не более часа — дальше состав начинает отвердевать. Полное застывание происходит при -10…+200 градусах, используются холодный и горячий методы сушки. Различие в эффективности в зависимости от способа сушки есть: при горячем воздействии получаются сверхпрочные изделия для специальных производств.

Где чаще всего используется эпоксидка? Вот основные сферы:

пропитка стеклоткани для авиационного производства,
обработка корпусов судов,
изготовление деталей в автомобилестроении, электронике,
приготовление пластмассы и стеклопластика для строительства,
гидроизоляция покрытий для пола и стен в помещениях с высокой влажностью,
участие во внешней отделке стен,
декор помещений,
создание химически стойкого барьера в разных отраслях промышленности.

Полиэфирная смола — плюсы и минусы

Сферы применения полиэфирки:

строительство,
машиностроение,
химическая промышленность,
судостроение,
в смеси со стекломатериалами — изготовление стеклопластика, сантехники,
изготовление искусственного камня.

дешевизна,
твердость, стойкость к химическому воздействию и износу,
наличие диэлектрических свойств,
отсутствие вредных испарений после отвердевания, безопасность для человека и окружающей среды,
застывание при обычной температуре,
легкость в работе.

В сравнении с эпоксидкой можно указать такие минусы материала:

более низкая адгезия,
сильная усадка,
большой показатель фильтрации воды.

Иные виды смол

Винилэфирные смолы

Прочие характеристики материала:

не позволяет формироваться микротрещинам,
повышает адгезию к поверхностям,
обладает высокими водостойкими свойствами.

Бакелитовая смола

высокое сопротивление трению, давлению, ударам,
плохая теплопроводность,
легкая обработка на станках,
электроизоляционные качества,
отсутствие повреждений от действия щелочей и холодных кислот,
стойкость к действию температур до +300 градусов.

Эпоксивинилэфирные смолы

Благодаря таким качествам эпоксивинилэфирные смолы могут использоваться в ряде отраслей промышленности:

химическая,
целлюлозная,
полупроводниковая,
энергетическая,
металлообрабатывающая,
производство нефтехимии,
выпуск лекарств,
утилизация отходов.

Изофталевая смола

Изофталевые материалы имеют сложную структуру. Прочие их свойства:

высокая ударная прочность,
прекрасная связываемость с волокнами стекла,
способность выдерживать большие статические, динамические нагрузки,
малое водопоглощение,
могут применяться вручную и методом напыления.

Ортофталевые смолы

Отличия полиэфирной и эпоксидной смол

Полимеризация

Термопоказатели

Эксплуатационные качества

Гелеобразование

Процесс гелеобразования эпоксидки — 30 минут, полиэфирного материала — от 2–3 минут.

Стоимость

Взаимодействие между собой

Не рекомендуется наносить полиэфирку на эпоксидку — материал быстро отслоится. Виной этому служат эфиры, парафины, которые есть в составе полиэфирной смолы. Эпоксидка на зашкуренную полиэфирку ляжет отлично и будет долго служить.