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Resina epossidica: caratteristiche e portata

La resina epossidica è un materiale familiare a quasi tutte le persone in età cosciente. Apparso sul mercato delle costruzioni negli anni Cinquanta del secolo scorso, ha preso un posto meritato in molti cantieri, grazie alle sue caratteristiche di consumatore universale. L’ambito di applicazione dell’oligomero sintetico, che è la resina epossidica, è piuttosto ampio e comprende la costruzione navale, la produzione industriale e le famiglie. Lo sviluppo di moderne tecnologie e il costante sviluppo di nuove composizioni contribuisce alla costante espansione di questo elenco e, di conseguenza, alle possibilità di utilizzo delle resine epossidiche. Nonostante ciò, questo materiale non viene mai utilizzato nella sua forma pura e acquisisce le sue preziose proprietà solo dopo la miscelazione con un indurente, che contribuisce alla fine delle reazioni di polimerizzazione. In connessione con la domanda di resina epossidica nei moderni cantieri, nonché nel campo della casa e della creatività, in questo articolo considereremo le caratteristiche tecniche di questo materiale e sostanza, che utilizzano la resina epossidica.

Composizione epossidica: rapporto tra resina e indurente

Dal punto di vista della struttura chimica, la resina epossidica, richiesta in quasi tutte le industrie, è un composto oligomerico sintetico che viene utilizzato in combinazione con indurenti che contribuiscono al completamento dei processi di polimerizzazione. Sono questi processi, al termine dei quali, la resina epossidica è pronta per l’uso, che ne determinano le caratteristiche tecniche e operative. Con questo in mente, si può concludere che la resina epossidica non può essere utilizzata nella sua forma pura..

Nel processo di combinazione di diversi tipi di resine epossidiche e indurenti, si forma una varietà di sostanze, che a volte hanno proprietà opposte. Alcuni di essi possono essere duri e resistenti, la cui forza supera la resistenza dell’acciaio, mentre altri, al contrario, saranno morbidi, simili alla gomma nella consistenza. A seconda dei componenti iniziali della miscela epossidica, la resina epossidica può essere polimerizzata in un ampio intervallo di temperature: da -10 a +200 gradi e anche il materiale stesso è diviso in due tipi: resina a polimerizzazione a caldo ea freddo, che è principalmente determinata dal tipo di indurente utilizzato.

La resina epossidica in combinazione con un indurente a polimerizzazione a freddo viene utilizzata per scopi domestici, in piccoli ambienti di produzione e nei casi in cui non è consentito il trattamento termico.

Se la resina epossidica viene utilizzata per la fabbricazione di prodotti che devono inizialmente essere resistenti alle alte temperature, alle sollecitazioni meccaniche e agli agenti chimici aggressivi, viene integrata con un indurente a polimerizzazione a caldo. Ciò è dovuto al fatto che l’uso di indurenti a indurimento a caldo contribuisce alla formazione di un reticolo molecolare più denso, che ha costituito la base per la produzione di sistemi epossidici, la cui polimerizzazione viene effettuata in condizioni di elevata umidità o in acqua di mare..

L’indurente epossidico agisce come agente indurente. Ammine terziarie e loro analoghi e fenoli possono essere usati come indurente. Il rapporto tra resina epossidica e indurente può essere piuttosto variabile ed è direttamente determinato dalla composizione dei componenti di partenza. Come plastica termoindurente, la resina epossidica entra in una reazione di polimerizzazione irreversibile con un indurente, che contribuisce alla produzione di una sostanza durevole che è insolubile in acqua e sotto l’influenza delle alte temperature.

Nel processo di miscelazione dei componenti, è importante osservare le proporzioni necessarie che sono rilevanti per un particolare tipo di resina, poiché un eccesso o una mancanza di indurente ha un effetto negativo sulla qualità del polimero finito, riducendone la resistenza, resistenza all’umidità, alla temperatura e agli agenti chimici aggressivi. Il rapporto tra i componenti nei moderni composti epossidici è 1: 2 o 1: 1.

Importante! Uno dei miti comuni sulla resina epossidica è che se si supera la quantità di indurente utilizzata, la resina si indurisce molto più velocemente. Per smascherarlo, si noti che il superamento della quantità di indurente non influisce sulla velocità di polimerizzazione del materiale. L’unico modo possibile per accelerare la polimerizzazione della resina è aumentare la temperatura della miscela di reazione. È stato dimostrato che un aumento della temperatura di 10 gradi accelera il processo di solidificazione di 2-3 volte. Questa proprietà ha costituito la base per la produzione di composti, la cui struttura contiene acceleratori di polimerizzazione. Sono stati anche sviluppati composti epossidici che solidificano a temperature più basse..

Pertanto, i principali e unici fattori che influenzano la velocità di polimerizzazione sono la temperatura della miscela e il tipo di indurente..

I principali tipi di resina epossidica

Esistono diversi tipi di resine epossidiche, ognuna delle quali comprende diverse sottospecie.

Resine Epossidiche Diane – un concetto collettivo che include diverse sottospecie di resine epossidiche – materiali contrassegnati con ED-20 e ED-22.

La resina epossidica ED-20 è il tipo più comunemente usato di resine liquide con caratteristiche prestazionali universali. È ampiamente utilizzato sia nell’industria che nella vita di tutti i giorni come parte di composti per l’impregnazione e l’impregnazione, nonché nella produzione di sigillanti e adesivi. Può essere utilizzato come legante per la produzione di plastiche rinforzate e rivestimenti protettivi.
La resina epossidica ED-22 è un altro rappresentante delle resine epossidiche liquide, caratterizzata da una viscosità relativamente bassa e dalla tendenza a cristallizzare durante lo stoccaggio. Come ED-20, ha proprietà prestazionali universali..
La resina epossidica ED-16 è un materiale ad alta viscosità, per cui viene utilizzato solo nella produzione di fibra di vetro come legante;
Resine epossidiche ED-10 e ED-8 – solidi utilizzati nell’ingegneria elettrica e radiofonica.

Resine epossidiche per pitture e vernici – un gruppo di resine epossidiche, compresi i marchi E-40 ed E-40r, che vengono utilizzati per la produzione di vernici, pitture, stucchi e rivestimenti che dimostrano resistenza a una maggiore esposizione a sostanze chimiche e fattori ambientali aggressivi. La resina epossidica E-41, così come i marchi precedenti, viene utilizzata nella composizione di composizioni per vasi, stucchi, smalti e adesivi.
Resine epossidiche modificate EPOFOM – materiali che vengono utilizzati per la produzione di composti epossidici utilizzati come rivestimenti protettivi nella disposizione di pavimenti autolivellanti e riparazione di tubazioni.

Il gruppo delle resine epossidiche modificate comprende i marchi EPOFOM-1,2,3. Sono la materia prima per la produzione di materiali che fungono da rivestimenti protettivi, la cui funzione principale è quella di prevenire strutture in calcestruzzo e metallo. Protegge i cantieri dagli effetti di sostanze chimicamente aggressive.

Resine epossidiche per usi speciali – un gruppo di materiali utilizzati per la produzione di composizioni con caratteristiche fisiche, meccaniche e tecnologiche speciali e operanti in condizioni estreme, nonché prodotti utilizzati in varie industrie e sotto l’influenza di fattori ambientali aggressivi. Le resine più famose del gruppo per scopi speciali sono:

Resina EKhD (cloro), utilizzato come base nella produzione di sigillanti, adesivi e legante per carbonio e fibra di vetro, caratterizzato da stabilità meccanica, ridotta infiammabilità e resistenza all’umidità;
Resina UP-637, nella cui composizione è presente la resorcina, è il materiale principale utilizzato come base per la produzione di impregnanti e composti da colata. Un altro tipo di marchio UP-631 è un componente strutturale di composti non infiammabili per colata e impregnazione..

Resina epossidica ED-20: una breve descrizione

Dal punto di vista della struttura chimica, la resina epossidica ED-20 è un composto oligomerico a base di difenilolpropano diglicidil etere. Una varietà di sostanze bioorganiche può essere utilizzata come indurente per la resina epossidica di questo marchio: resine fenolo-formaldeide, anidridi di acido policarbossilico, ammine aromatiche e alifatiche, poliammidi e altre sostanze. A seconda dell’indurente utilizzato, le caratteristiche tecniche e operative della resina ED-20 variano in un ampio intervallo..

Tenendo conto di ciò, viene determinato l’ambito della sua applicazione, che si caratterizza anche per la sua versatilità:

La resina epossidica del marchio ED-20 è una delle poche varietà di resine epossidiche che possono essere utilizzate nella produzione industriale e come parte di materiali compositi, ad esempio composti per impregnazione e impregnazione, e in forma pura;
ED-20 viene utilizzato per la produzione di colla e sigillante epossidici;
Serve come legante nella produzione di plastiche rinforzate e rivestimenti protettivi.

Importante! Essendo assolutamente non esplosiva, la resina ED-20 non brucia a fuoco aperto. Il materiale contiene sostanze volatili – epicloridrina e toluene, che appartengono alla seconda classe di pericolo in termini di grado di impatto sul corpo umano.

Vantaggi delle resine epossidiche

Resistenza alle sostanze abrasive e, di conseguenza, all’usura;
La forza del legame adesivo nel caso di utilizzo di adesivi a base di resina epossidica;
Caratteristiche fisiche e meccaniche ottimali;
Dopo l’indurimento, la resina epossidica è caratterizzata da una minima permeabilità all’umidità;
Ritiro minimo durante e dopo la polimerizzazione.

Ambito di applicazione della resina epossidica: principali direzioni d’uso

Per la prima volta, l’uso della resina epossidica iniziò negli anni ’50 del secolo scorso: a quel tempo la resina occupò un posto meritato in molte industrie. Da allora, la natura del suo utilizzo ha subito molti cambiamenti, ma le principali aree del suo utilizzo sono rimaste invariate:

Fibra di vetro ed epossidica sono un uso costante di quest’ultimo. La resina epossidica viene utilizzata come composto impregnante per filati di vetro e fibra di vetro, nonché per l’incollaggio di parti, in molte industrie ingegneristiche e tecniche – elettronica, ingegneria elettrica, industria aeronautica e automobilistica, ingegneria navale e meccanica, nonché nella produzione di vetroresina, e officine che praticano la riparazione della carrozzeria elementi degli scafi di auto e barche;

La resina epossidica, la cui applicazione è tanto versatile quanto le sue proprietà, può essere utilizzata come rivestimenti impermeabilizzanti per pavimenti, piscine e pareti di scantinati;
Inclusione nella composizione di rivestimenti chimicamente resistenti: l’uso della resina epossidica è la base per la produzione di vernici e materiali destinati alla decorazione interna ed esterna degli edifici, ad esempio impregnazioni che aumentano la resistenza e la resistenza all’umidità dei materiali porosi – legno, calcestruzzo e altri;
Una resina epossidica trasparente, destinata alla colata negli stampi, dopo l’indurimento, viene lavorata mediante taglio e molatura. Gli articoli lavorati possono essere utilizzati in elettronica, casalinghi, design e persino gioielli.

Importante! I gioielli realizzati con materiali naturali sono ora all’apice della loro popolarità. Usando la resina epossidica per gioielli, che è una massa di plastica, puoi realizzare prodotti che imitano completamente il vetro. Per rendere più attraenti le decorazioni epossidiche, nella resina vengono versati materiali naturali: fiori secchi, foglie, coni o persino insetti.

Adesivo epossidico: una breve descrizione

Le poliedriche proprietà della resina epossidica si manifestano quando viene utilizzata come adesivo che dimostra tutto il fascino delle materie prime utilizzate. La colla epossidica è una composizione universale per incollare materiali caratterizzati da una superficie non porosa: alluminio, terracotta, ceramica, legni duri come quercia, teak, eucalipto, ecc. Viene utilizzata con uguale popolarità nelle officine di calzature e nella costruzione di aeromobili. Ciò è dovuto all’elevata adesione e resistenza del giunto formato. Esistono due tipi di adesivi a base epossidica: elastici e rigidi..

Importante! Se si prevede di svolgere lavori in ambiente domestico, gli esperti consigliano di privilegiare gli adesivi che non richiedono un’esatta aderenza al rapporto tra resina e indurente. Un insieme di tali composizioni è integrato con un indurente a freddo..

Per preparare la colla epossidica, la resina deve essere miscelata con una piccola quantità di indurente (pochi grammi) a temperatura ambiente. Fondamentalmente, la resina epossidica e l’indurente vengono presi in un rapporto di 1: 10, tuttavia è consentito superare la norma dell’indurente, il che contribuisce a modificare il rapporto in 1: 5. I componenti della composizione vengono miscelati a mano.

Realizzare grandi volumi di resina epossidica con le tue mani

La resina epossidica ha una serie di proprietà specifiche, la cui ignoranza può portare a problemi nel processo di produzione di grandi volumi di composizione epossidica. È importante sapere che quando si lavora con una grande quantità di resina epossidica, si genera calore e se la resina non è destinata ad essere miscelata con un indurente in grandi quantità, subito dopo aver unito i componenti, subisce polimerizzazione e indurimento, diventando inutilizzabile . Nel peggiore dei casi, la miscela bolle con il rilascio di fumo pungente e subisce una combustione spontanea, che si spiega con il riscaldamento a valanga della resina, durante il quale viene accelerata la reazione di polimerizzazione e si verifica un’intensa generazione di calore..

Importante! Quando si acquista una resina epossidica e un indurente, verificare con uno specialista a quale scopo è destinato. Da una speciale composizione studiata per la preparazione di grandi volumi di impasto, si otterrà una colata pulita, trasparente, uniformemente solidificata, caratterizzata dall’assenza di bolle d’aria.

La tecnologia per preparare grandi volumi di resina epossidica, ad esempio pochi chilogrammi di miscela, è diversa dalla miscelazione di una piccola quantità di colla epossidica. Consideriamo questo processo in modo più dettagliato..

Spesso, con la conservazione a lungo termine della resina, diventa più viscosa, diventa anche torbida e cristallizza. Per eliminare questi fenomeni, riscaldare la resina a bagnomaria prima di aggiungere l’indurente e il plastificante per ridurne la viscosità. Per fare ciò, abbassare il contenitore con la resina in acqua e scaldare a una temperatura di 50-60 gradi;

Importante! Nel processo di riscaldamento della resina, ricordare che un aumento della temperatura di 10 gradi accelera il processo di polimerizzazione di 2-3 volte. Di conseguenza, è importante monitorare la temperatura della resina, poiché in caso di ebollizione acquisirà una tinta bianca torbida e schiuma, diventando inutilizzabile..

Importante! Spesso gli artigiani inesperti usano un solvente per aumentare la viscosità della resina, ma anche una sua piccola concentrazione (non più del 5-7%) porterà a una marcata diminuzione delle caratteristiche di resistenza e della resistenza al calore del prodotto. Inoltre, durante il funzionamento del prodotto, si verifica spesso la “sudorazione” del solvente dal polimero, che degrada anche la qualità del materiale..

Eliminare completamente la presenza di acqua nella resina epossidica e nell’indurente. Quando l’acqua entra, la resina epossidica diventa torbida e perde le sue proprietà. Tuttavia, lo sviluppo di moderne tecnologie consente di produrre composti epossidici a base acquosa che vengono diluiti con acqua distillata;
La preparazione della composizione epossidica inizia con l’aggiunta di un plastificante. Se usi DBP, riscalda lentamente la resina con un plastificante e, quando usi DEG-1, mescola semplicemente la composizione usando un miscelatore per costruzioni o un trapano. La proporzione del plastificante e della resina utilizzati è determinata dalla plasticità richiesta della miscela, tuttavia, nella maggior parte dei casi, la proporzione del plastificante nella miscela non supera il 5-10%;
Prima di aggiungere l’indurente alla miscela di resina e plastificante, raffreddarla a 30 gradi, il che ne impedirà l’ebollizione. Quindi aggiungere un indurente alla miscela, in base a un rapporto di 1: 10. A volte è consentito modificare le proporzioni da 1: 5 a 1:20. Per ottenere una dissoluzione uniforme dell’indurente nella resina, è necessario mescolare costantemente la composizione, altrimenti, con una distribuzione non uniforme dell’indurente, rimarrà non legato e sudore. Per ottenere una miscela omogenea, versare lentamente e gradualmente l’indurente in un flusso sottile, mescolando costantemente la composizione.

Importante! Anche un aumento a breve termine della concentrazione dell’indurente farà bollire la resina: acquisirà una tinta bianca opaca, sarà coperta di schiuma e diventerà inutilizzabile. Cerca di evitare il sovradosaggio dell’indurente, poiché in alcuni casi la resina può indurirsi all’istante..

Realizzare un prodotto volumetrico dalla resina epossidica: raccomandazioni dei maestri

Un prodotto voluminoso in resina epossidica dovrebbe essere trasparente, senza bolle d’aria. La stagionatura del materiale deve essere uniforme, sia nello spessore che sulla superficie del prodotto. Se lo spessore del prodotto finito supera i 2 mm, la resina deve essere applicata a strati, dopo che è avvenuta la polimerizzazione primaria dello strato precedente..
La resina epossidica può anche essere versata negli stampi. Affinché dopo la polimerizzazione della resina, il prodotto finito possa essere facilmente rimosso dallo stampo, deve essere lubrificato con vaselina tecnica. Per aggiungere colore al prodotto, usa un colorante in polvere.
Dopo aver completato il lavoro, il prodotto deve essere mantenuto ad una temperatura leggermente superiore alla temperatura ambiente. Dopo 2-3 ore dalla polimerizzazione iniziale, il prodotto viene riscaldato in un forno, che accelererà il processo di polimerizzazione fino a 5-6 ore. A temperatura ambiente, il processo di polimerizzazione dura 7 giorni.
Successivamente, il prodotto, colato da resina epossidica, viene sottoposto a lavorazione meccanica – taglio e molatura.

Importante! La resina epossidica di produzione nazionale nella maggior parte dei casi non è adatta per la fabbricazione di prodotti sfusi, che è determinata dalla sua polimerizzazione irregolare nello spessore del prodotto.