Сочинение на тему Обзор эпоксидных смол: особенности, производственный процесс и применение
- Опубликовано: 06.09.2020
- Предмет: Наука
- Темы: Химическая реакция, Химия
«Эпоксидная смола» происходит от двух греческих слов «epi», что означает «на» и «oxy», что означает острый или кислый. Эпоксидная смола существует с конца 1800-х годов, но становится все более популярной в середине 1900-х годов. Прилещаев (российский химик) первым понял, что алкены будут взаимодействовать с пероксибензойной кислотой. В результате реакции образуются эпоксиды, которые используются для образования эпоксидной смолы. Эпоксидная смола может представлять собой клей, пластик или другой материал, изготовленный из класса синтетических термореактивных полимеров, содержащих эпоксидные группы. Эпоксидная смола используется для описания как самого основного компонента, так и продукта эпоксидных смол. Эпоксидная смола способна образовывать очень плотно связанные полимерные структуры, которые могут быть либо превращены в клеи, либо отверждены, чтобы стать высокопрочными полимерами. Эпоксид попадает под циклический эфир органических соединений, что, в свою очередь, делает его очень реакционноспособным.
Термореактивный полимер – это полимер, который после полного отверждения станет необратимо отвержденным. Поскольку термореактивные полимеры являются сетевыми полимерами, они постоянно отверждаются в процессе отверждения и не размягчаются при нагревании. В результате термообработки термореактивных полимеров связи соединяются вместе, образуя материал, способный противостоять колебательным и вращательным движениям при относительно высоких температурах. Эти связи сливаются посредством поперечной сшивки, где полимерная цепь связывается с другой цепью. Эти связи могут реагировать сами с собой или с рядом сореагентов, которые называются отвердителями или отвердителями. Реакция с самими собой или другими сореагентами образует термореактивный полимер, который часто обладает желаемыми механическими свойствами, такими как высокая термическая и химическая стойкость.
Процесс отверждения может быть активирован несколькими различными способами, такими как нагрев или какое-либо излучение, он может быть вызван высоким давлением или может быть активирован с использованием катализатора. Большинство эпоксидных смол находятся в жидкой форме или в основном податливы до отверждения, это имеет большое значение, когда дело доходит до цели формования или использования в качестве клея. Что делает эпоксидные смолы уникальными из термопластичных полимеров, так это то, что после отверждения они не могут быть изменены или сжижены, тогда как термопласты могут быть изменены после первоначального отверждения.
Производство / Обработка
Процесс производства эпоксидных смол может быть либо в жидком, либо в твердом состоянии:
Наиболее распространенная на сегодняшний день эпоксидная смола производится по реакции эпихлоргидрина (ECH) и бисфенола-A (BPA), где бисфенол-A может быть заменен другими материалами для получения указанных или альтернативных смол для желаемого использования. Эпихлоргидрин является продуктом реакции пропилена и хлора, где бисфенол-А является продуктом реакции ацетона и фенола.
- Эпихлоргидрин и бисфенол-А загружают в реакционный сосуд.
- Затем раствор кипящей каустической соды добавляют в реакционный сосуд. Раствор должен содержать от 20 до 40% едкого натра.
- Эпихлоргидрин, который не прореагировал, испарится. При добавлении растворителя, такого как метилизобутилкетон, две фазы разделятся.
- После этого смолу промывают водой и растворитель метилизобутилкетона удаляют вакуумной перегонкой.
- Смолы, которые указаны или требуют определенных улучшений свойств, затем добавляются определенные соединения для изменения свойств эпоксидной смолы. Этот процесс может изменить гибкость, цвет, вязкость, адгезивность и твердость смолы для ее желаемого использования.
- Смола отверждается с помощью отвердителя, такого как амины, для получения непроницаемых, жестких и твердых эпоксидных материалов. В зависимости от добавляемого в раствор отвердителя температура отверждения может составлять от 5 до 150 ° С. Существуют комбинации эпоксидной смолы и отвердителя, которые могут иметь место в условиях окружающей среды, а затем для специализированных эпоксидных смол они требуют еще более высоких температур. Причиной присутствия тепла является то, что без достаточного количества тепла будет существовать сеть неполной полимеризации, что будет означать, что максимальные требуемые механические свойства не будут достигнуты. Процесс отверждения превращает материал в пластик или эластомер, который является резиноподобным, посредством поперечного сшивания цепей полимера. Чем выше плотность сшивки и содержание ароматических соединений в термореактивном полимере, тем выше механические свойства средств устойчивости к тепловому разложению и химическому воздействию.
Приложения
Смола Expo стала очень популярной в наши дни благодаря тому, что она хорошо известна своей химической и термостойкостью, превосходными адгезионными свойствами, исключительными электроизоляционными свойствами, а также великолепными механическими свойствами. Таким образом, эпоксидная смола может быть найдена во многих секторах, таких как краски и покрытия, клеи, промышленные инструменты и композиты, электрические системы и электроника, нефть и нефтехимия, потребительские и морские применения, аэрокосмические применения, биология и искусство.
Клеевые аппликации:
Эпоксидные клеи относятся к классу конструкционных клеев из-за их высокой прочности сцепления. Они были изготовлены таким образом, что могут подойти практически к любому нанесению клея. Некоторые из эпоксидных клеев могут быть изготовлены, чтобы быть гибкими или жесткими в зависимости от их потребности, прозрачными или цветными. Эпоксидные клеи могут быть медленными или быстрыми, что может повлиять на качество и качество клея.
Искусство, краски, покрытия и потребительские применения:
Когда эпоксидную смолу смешивают с определенными пигментами, ее можно использовать как форму окрашивающей среды. Эпоксидную смолу можно использовать для украшения этикеток, столешниц, столов и декупажа. В работе по дереву эпоксидная смола может выступать в качестве наполнителя с прозрачным, прозрачным, цветным или даже флуоресцентным свечением благодаря добавлению флуоресцентного пигмента. Эпоксидное напольное покрытие – это то же самое, что и бетонные полы, поскольку оно исключительно долговечно, но покрытие защищает нижележащий бетон от влаги, пятен, трещин и жира.
Двухкомпонентные эпоксидные покрытия были изготовлены для тяжелых металлических деталей или конструкций. Эпоксидные краски и покрытия защищают от коррозии и ржавчины при воздействии агрессивных сред, таких как химические вещества, высокая температура или постоянный контакт с жидкостью. Эпоксидные покрытия улучшают адгезию красок, если их использовать в качестве грунтовки для металлических поверхностей.
Аэрокосмические приложения:
Использование эпоксидной смолы в аэрокосмической промышленности также относится к категории адгезивов, поскольку они используют эпоксидные смолы в качестве конструкционного клея, поскольку его можно наносить на многие типы поверхностей, шероховатых и гладких. В аэрокосмической промышленности используется структурный матричный материал, который состоит из эпоксидной смолы, которая была усилена либо стеклом, кевларом, углеродом и бором.
Промышленность и электротехника:
Эпоксидная смола используется для промышленной оснастки, потому что она используется для изготовления коротких заготовок, литейных форм и отливок. Эпоксидная смола используется для производства ламинатов, так что композитные материалы могут достичь улучшенной прочности, изоляции или внешнего вида. Для электротехнического сектора эпоксидные смолы являются ценным активом благодаря своим отличным электроизоляционным свойствам. Эпоксидная смола служит защитным слоем, который защищает компоненты от закорачивания, пыли и влаги с помощью герметизирующих составов и пропиточных лаков для электрического и электронного оборудования. Он также может выступать в качестве соединителя для медной фольги с печатными платами или используется для герметизации и сохранения трансформаторов и индукторов, поскольку отвержденная эпоксидная смола является электрическим изолятором и является лучшей альтернативой для отвода тепла, что увеличивает срок службы компонентов.
Морские приложения:
Для морской промышленности эпоксидная смола используется преимущественно в качестве ремонтных смол, но это не рекомендуется для наружного применения, так как эпоксидная смола портится после длительного воздействия ультрафиолета. Морское использование эпоксидной смолы делится на две основные области использования. Они могут либо использоваться для изготовления компонентов с высокой прочностью, либо они могут использоваться для его обширного заполнения зазоров и адгезионных возможностей.
Окружающая среда и устойчивость
Для того, чтобы эпоксидная смола рассматривалась как опасный материал, она должна находиться в неотвержденном состоянии, и только в неотвержденном состоянии она наиболее опасна при вдыхании или проглатывании, но она также может нанести вред коже при контакте. Длительное воздействие эпоксидной смолы может быть астмой, кожной аллергией и раздражением глаз, носа и горла. Если смола вдыхалась или поглощалась при контакте, неотвержденный раствор может воздействовать на мозг, вызывая тошноту, головокружение, головные боли, невнятную речь и потерю сознания. Было показано, что бисфенол-А, который является одним из ключевых химических веществ в эпоксидной смоле, влияет на уровень отдельных гормонов и даже задерживает развитие репродуктивной системы. Воздействие эпихлоргидрина, другого ключевого химического вещества в эпоксидной смоле, может вызвать заболевания дыхательных путей и гематологические эффекты.
Преимущества:
- Эпоксидная смола может быть легко использована для нескольких секторов, и в определенных ситуациях процесс нанесения эпоксидной смолы может быть относительно быстрым и без напряжения.
- Отвержденный продукт из эпоксидной смолы становится нетоксичным. После отверждения он не выделяет токсичных паров, но может ухудшиться из-за фотолиза.
- Эпоксидная смола имеет длительный срок службы с очень высокой эффективностью, устойчивостью к погодным условиям и воде. Из-за продолжительного срока службы конечный продукт нелегко перерабатывать, но это демонстрирует надежность и качество эпоксидных смол.
- Характеристики эпоксидной смолы не определяются типом или текстурой поверхности, на которую она наносится.
Полимеры представляют собой большие молекулы и имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова, и эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Эти
Пероксидазы – это оксидоредуктазы, созданные рядом растений и микроорганизмов. Уменьшение количества пероксидаз в непосредственной близости от субстрата, дающего электроны, делает пероксидазы ценными в многочисленных бизнес-приложениях.
Размер первичных частиц ND, полученных методом детонации, хорошо подходит для биомедицинских исследований, продукты детонации должны быть тщательно очищены. В зависимости от материалов и матриц, присутствующих