Советы по отверждению
Проведение процесса отверждения полиэфирных смол — простое дело! Все проблемы, связанные с неполным отверждением имеют ясные, легко выясняемые причины. Для всех марок полиэфирных смол можно использовать самые разнообразные комбинации инициаторов и ускорителей. А вот что нельзя делать при отверждении — это приводить в контакт (смешивать) инициаторы и ускорители друг с другом! Их необходимо вводить в смолу раздельно, только после тщательного перемешивания в массе смолы! Также следует учитывать, что процесс отверждения полиэфирных смол протекает с выделением тепла. Разогрев композиции может быть настолько сильным, что температура может подниматься выше 100˚С.
Отверждение полиэфирных смол при комнатной температуре
Процесс рекомендуется проводить при температуре не ниже 23˚С. В качестве инициатора полимеризации (отвердителя) всех поставляемых марок используется Бутанокс, представляющий собой раствор перекиси метилэтилкетона, или перекись циклогексанона (ПЦГ).
В качестве ускорителя используется ускоритель ОК, представляю-щий собой раствор октоата кобальта в стироле (также используется для отверждения любых марок смол) или УНК-2 — ускоритель нафтенат кобальта — дваэтилгексанат кобальта в стироле. Рекомендуемое соотношение компонентов для различных марок смол «Камфэст» приведено в таблице в конце раздела.
В отвешенное количество полиэфирной смолы вводится навеска ускорителя и после тщательного перемешивания — навеска инициатора, после чего смесь снова тщательно перемешивается. Затем следует процесс формования, который как правило должен быть завершен до наступления момента желатинизации (потери текучести), который наступает при 23˚С через 50–120 минут после введения инициатора и ускорителя. Время желатинизации можно сократить путем повышения температуры или увеличения концентрации ускорителя. Жизнеспособность полиэфирной смолы с введенным инициатором составляет 12–24 часа. Жизнеспособность смолы с введенным ускорителем — 3–4 месяца.
Отверждение происходит в основном за первые сутки. Однако нарастание прочности отвержденной полиэфирной смолы при комнатной температуре продолжается в течение двух недель и иногда даже более. При необходимости ускорения процесса и/или для достижения максимальной прочности рекомендуется проводить термообработку (постотверждение) изделий при температуре 80–100˚ С в течение 1–2 часов, а для изделий, упрочненных стекловолокном при 100˚С в течение 6 часов.
Отверждение при повышенной температуре
Для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол при повышен-ных температурах в качестве инициатора лучше использовать 50%-ный раствор перекиси бензоила в дибутилфталате в количестве 2–3% от массы смолы. Навеска инициатора вводится в полиэфирную смолу и тщательно перемешивается. Жизнеспособность такой смеси составляет 7-10 дней. Отверждение проводят при температуре 100–130˚ С. При необходимости обеспечения еще большей жизнеспособности смолы в качестве инициатора можно использовать перекись дикумила. Отверждение при этом проводят уже при 160–180˚С.
Возможные причины неполного отверждения
Иногда полиэфирные смолы отверждаются не полностью, что выражается в низких показателях твердости и прочности, а также поверхностной липкости.
Неполное отверждение может быть как временным, так и постоянным. Временное неполное отверждение устраняется термообработкой.
Постоянное неполное отверждение не устраняется ничем!
Во избежание неполного отверждения необходимо соблюдать следующие правила:
- производить процесс при температуре не менее 20° С и влажности не более 65%;
- соблюдать рекомендуемое соотношение ускорителей и отвердите-лей для данной марки смолы;
- не допускать попадания в полиэфирную смолу примесей, т.к. даже весьма малые количества таких веществ как вода, спирт, минеральные кислоты замедляют процесс отверждения.
Подобные проблемы часто возникают при использовании возвратной тары, если она не достаточно чистая. Поэтому лучше всего приобретать полиэфирные смолы в новой таре, ранее неиспользованной.
Присутствие в воздухе паров различных химических веществ, например, фенола, также отрицательно влияет на процесс отверждения. Даже сам воздух замедляет отверждение, поэтому контактирующая с ним поверхность изделий иногда получается липкой. Для предотвращения липкости рекомендуется изолировать поверхность изделия от соприкосновения с воздухом полимерной пленкой. Можно также ввести в смолу 0,1–0,3% всплывающих добавок (например, парафин), льняное масло, тунговое масло и др. Такие добавки следует вводить только в порцию смолы, предназначенную для пропитки верхнего слоя изделия, чтобы не уменьшать прочность изделия.
Физика и химия отверждения
Сами по себе полиэфиры отверждались бы очень медленно, поэтому их совмещают с мономером способным к сополимеризации с полиэфиром. Скорость сополимеризации двойных связей полиэфира с двойными связями мономера гораздо выше, чем скорость взаимодействия двойных связей полиэфира между собой. Процесс отверждения инициируется радикалами, образующимися при распаде перекисных инициаторов, и выглядит следующим образом: после введения инициатора и ускорителя в течение некоторого времени внешне ничего не происходит. Несмотря на отсутствие видимых изменений, внутри смолы уже идет реакция отвердителей с ингибитором. Как только ингибитор израсходуется, вязкость полиэфирной смолы резко повышается, она утрачивает способность течь и переходит в желеобразное состояние (гель). Далее эта масса переходит в резиноподобное и наконец, в твердое состояние. Процесс отверждения происходит с выделением тепла. Разогрев может быть весьма существенным.
Следует учитывать, что зажелатинизировавшаяся полиэфирная смола более не пригодна к формованию, поэтому необходимо успеть произвести заполнение форм до наступления момента желатинизации.