Syntetická pryskyřice – aplikace

Navzdory široké rozmanitosti složení, výrobních podmínek a fyzikálně-chemických vlastností mají adhezivní pryskyřice také řadu společných znaků, díky kterým jsou klasifikovány jako jedna třída organických vysokomolekulárních sloučenin.

Na rozdíl od nízkomolekulárních látek, jako je voda, alkálie, kyseliny, alkoholy, soli atd., které se skládají z malých molekul, vysokomolekulární sloučeniny se skládají z obřích molekul nazývaných makromolekuly. Složení makromolekul zahrnuje stovky a tisíce jednotlivých atomů, které jsou navzájem těsně spojeny chemickými vazbami. V důsledku toho mají sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností velkou molekulovou hmotnost, řádově desítky a stovky tisíc a někdy několik milionů jednotek.

Vysokomolekulární sloučeniny se často nazývají polymery.

Polymerní makromolekuly se skládají z velkého počtu opakujících se skupin atomů stejné nebo různé struktury. Takové skupiny atomů se nazývají elementární jednotky.

Řetězec molekul polymeru se běžně označuje podle následujících vzorců:

kde A je elementární článek řetězce (čárky jsou chemické vazby spojující elementární články);

п — počet odkazů.

Makromolekulové jednotky všech vysokomolekulárních sloučenin jsou vzájemně propojeny chemickými vazbami.

V procesu získávání vysokomolekulárních sloučenin není počet elementárních jednotek obsažených ve složení makromolekul konstantní. Jako všechny vysokomolekulární sloučeniny jsou syntetické adhezivní pryskyřice komplexní směs látek s podobným složením, skládající se z molekul s různým počtem elementárních jednotek, tedy s různou molekulovou hmotností. V tomto ohledu by se určená molekulová hmotnost polymerních sloučenin měla považovat za průměrnou molekulovou hmotnost. Různé velikosti makromolekul charakterizují polydisperzitu polymerů.

Makromolekulární sloučeniny se také liší geometrickou strukturou svých makromolekul. Na tomto základě se makromolekuly syntetických pryskyřic dělí na lineární, rozvětvené a prostorové.

Lineární polymery jsou dlouhé řetězce elementárních jednotek. Příčné rozměry řetězů jsou tisíckrát a desetitisíckrát menší než jejich délka.

Molekuly s rozvětvenou strukturou se od lineárních liší přítomností postranních skupin větví, sestávajících rovněž z jednotek stejné chemické struktury. Pro makromolekuly polymeračních pryskyřic je charakteristická lineární, rozvětvená struktura.

Polymery s prostorovou nebo trojrozměrnou strukturou se získávají spojením lineárních molekul se zesíťovanými chemickými vazbami ve formě můstků tvořených různými atomy. Takové polymery se často nazývají zesíťované. Příklady polymerů s trojrozměrnou strukturou jsou fenol-formaldehyd, melamin-močovino-formaldehyd a další termosetové pryskyřice ve vytvrzeném stavu.

Vlastnosti syntetických lepicích pryskyřic jsou různé. Jsou způsobeny zvláštnostmi chemického složení, strukturou makromolekul a také různými podmínkami pro jejich výrobu.

Za normálních teplot jsou všechny syntetické pryskyřice netěkavé. Při zahřívání nedestilují, to znamená, že nemají bod varu. Také nemají konkrétní bod tání. Při zahřátí se však některé pryskyřice (termoplastické) v určitém teplotním rozmezí taví a přecházejí nejprve do tekutého a poté do pevného nevratného stavu, jiné (termoplastické) do viskózního plastického stavu.

S rostoucí délkou polymerního řetězce, tj. s rostoucí molekulovou hmotností, se zvyšuje bod tání, klesá rozpustnost a zvyšuje se viskozita pryskyřice.

S nárůstem molekulové hmotnosti do určitých mezí se zvyšují adhezivní vlastnosti adhezivních pryskyřic, které však s dalším nárůstem molekulové hmotnosti klesají.

Velký vliv má polydisperzita polymerů.

S velkým (až do určitých limitů) obsahem nízkomolekulárních frakcí polymerů se zvyšuje plasticita pryskyřic a adhezivních směsí na jejich bázi a naopak s nárůstem množství vysokomolekulárních frakcí se zvyšuje pevnost, tvrdost popř. zvyšuje se křehkost lepených spojů.

Všechny tyto závislosti nejsou přímé a mění se v závislosti na povaze výchozích materiálů a podmínkách syntézy polymeru.

Většina polymerů s lineární strukturou má plasticitu a pružnost. Mnoho z nich taje bez rozkladu a rozpouští se v některých rozpouštědlech.

Látky s vysoce rozvětvenou strukturou se vyznačují relativně dobrou rozpustností a nízkým bodem měknutí.

Syntetické pryskyřice kondenzačního typu s prostorovou strukturou se vyznačují zvýšenou pevností a tvrdostí. Netaví se při zahřívání a nerozpouštějí se v žádných rozpouštědlech.

Velmi cennou vlastností syntetických lepicích pryskyřic je jejich schopnost vytvářet filmy a lepit různé materiály. Pryskyřice s adhezivními vlastnostmi se také používají jako ochranné nátěry a impregnační směsi.

V první polovině 20. století se objevily syntetické pryskyřice, včetně vodorozpustných. V průmyslu tak bylo možné téměř úplně opustit přírodní pryskyřice a v průmyslu barev a laků zaujímaly čestné místo ty uměle vytvořené.

Definice syntetických pryskyřic

Syntetické pryskyřice jsou produktem chemického průmyslu, což jsou vysokomolekulární sloučeniny získané polykondenzačními nebo polymerizačními reakcemi. Rozdíl mezi oběma metodami: v prvním případě jednoduché molekuly tvoří složité organické látky, když se mezi nimi vytvoří uhlíkové vazby. Druhý případ se nezabývá vedlejšími produkty a jedná se o proces spojování jednoduchých monomerů.

Klasifikace syntetických pryskyřic

Existují 2 hlavní třídy pryskyřic:

• Termoaktivní: jejich vlastnosti se mění v závislosti na teplotě;
• Termoplast: trvale si zachovávají své vlastnosti; vyrábí se ve formě prášků, emulzí, granulí atd.

Tabulka. Fyzikálně-chemické parametry syntetické pryskyřice.

Druhy syntetických pryskyřic

Syntetické pryskyřice jsou rozděleny do 9 hlavních typů:

• Alkyd: má viskózní a lepkavou konzistenci, barva se mění od žluté po hnědou;
• Aminopryskyřice: patří do třídy termosetů, obvykle jde o polykondenzační produkt s formaldehydem;
• Glyphthaaceae: výsledek polykondenzace glycerolu a anhydridu kyseliny ftalové;
• Inden-kumaron: termoplastický a získaný polymerací uhlí;
• Močovina-formaldehyd: výsledek polykondenzace močoviny a formaldehydu;
• Ropný polymer: termoplast, výsledek polymerace ropných produktů;
• Terpen: termoplasty, získané během polymerace frakcí, které obsahují terpen;
• Fenolformaldehyd: polykondenzační produkt fenolu a formaldehydu, mají vlastnosti termosetů;
• Epoxid: oligomery s epoxidovými skupinami, tvoří zesíťované polymery.

Epoxidové pryskyřice

V našem článku budeme hovořit konkrétně o posledním typu – epoxidových pryskyřicích. Objevily se na trhu ve 40-50 letech dvacátého století a okamžitě se staly populárními. Proč? Faktem je, že tyto pryskyřice mají široké aplikační možnosti a také vyhlídky na další vývoj. Mohou to být buď bezbarvé kapaliny nebo pevné sloučeniny. Nejběžnější epoxidové pryskyřice jsou sloučeniny difenylolipropanu a epichlorhydrinu. Vyznačují se dobrou přilnavostí k různým materiálům, malým smrštěním, nízkou tepelnou roztažností, vysokou mechanickou, vlhkostí a tepelnou odolností. Díky svým izolačním vlastnostem rozšířily rozsah použití.

Druhy epoxidových pryskyřic:

• kapalina;
• Solidní;
• Upraveno;
• Novolacaceae;
• V roztoku;
• Rozpustný ve vodě;
• Nízká hořlavost.

Vodou rozpustné pryskyřice

V současné době je jedním z hlavních úkolů průmyslu barev a laků omezit a v budoucnu vyloučit používání hořlavých a toxických rozpouštědel. Vědci vytvořili nové moderní materiály. Patří mezi ně pryskyřice rozpustné ve vodě.

Vodou ředitelné epoxidové pryskyřice se nejčastěji používají pro laky a barvy s elektroizolačním účinkem, což je považováno za jejich charakteristický znak. Jedná se o emulze a disperze na vodní bázi. Mezi vlastnosti patří schopnost nevyschnout během skladování, tekutost, lesk a vysoká odolnost proti korozi. Taková řešení nemají omezenou životnost.

Nátěry jsou odolné vůči vodě, povětrnostním vlivům a barvám. Důležitou vlastností je paropropustnost. Použití vodou ředitelných epoxidových pryskyřic pro barvy a laky na dřevo je tedy odůvodněno tím, že „dýchá“ (díky voděodolnosti je povrch chráněn před vzdušnou vlhkostí, paropropustnost sama o sobě zajišťuje odvod vlhkosti ze dřeva). lakovaný povrch). Po odpaření vody se barva stává mrazuvzdornou.

Tyto barvy jsou odolné. Jejich životnost se pohybuje od 4 do 8, někdy i 10 let.

Vodou ředitelné barvy

Výhody vodou ředitelných barev

• Šetrné k životnímu prostředí
• Dobrá propustnost vzduchu
• Nemá toxický zápach
• Vyrobitelnost aplikace
• Vhodné pro lakování jakýchkoliv materiálů
• Vysoká přilnavost
• Odolnost proti korozi
• Nevybledne
• Trvanlivost

Nevýhody vodou ředitelných barev

• Nedovolte zmrazení
• Rychle houstne

Pojiva barev na vodní bázi

Vodou ředitelná nátěrová pojiva jsou koloidní látky s vynikající přilnavostí.

Odlišují se:

• Trvanlivost: nemění barvu;
• Lom světla;
• Možnost opětovného rozpuštění;
• Pružnost;
• Povrchově aktivní látky: snižují povrchové napětí vody; Smáčení základního nátěru tak probíhá snadněji a zvyšuje se úroveň přilnavosti mezi nátěrem a základním nátěrem.

Barviva rozpustná ve vodě

Proč vůbec malovat dřevo? Důvodů může být mnoho. Například pro zvýraznění barvy, jednotného tónu, jednoduše změnit barvu, chránit před rozkladem atd. Syntetická barviva se dělí na přímá, která přímo barví vlákno, kyselá, která barví v kombinaci s kyselinou, a zásaditá, která dřevu dodávají barvu s tříslovinami.

Ve vodě rozpustná barviva jsou obvykle kombinací přímých a kyselých barviv ve formě specifického odstínu. Koncentrace pigmentů v roztoku je asi 1-5%. Toto množství je dostatečné k získání jasné, dlouhotrvající barvy.

„Nevýhodou“ řešení je jejich schopnost vytvářet žmolky na dřevě. Hrubé povrchy je třeba obrousit.

Vodou ředitelná barviva na bázi epoxidových pryskyřic se připraví následovně: potřebná hmota barviv se zředí ve vodě o teplotě 95 C a míchá do hladka. Poté se znovu přidá voda. Může se stát, že se roztok špatně promíchá. Pak byste ji měli zahřát, ale bez varu. Po dosažení požadované konzistence se roztok přefiltruje 3-4 vrstvami gázy a ochladí se na teplotu 30-40C. Nyní můžete přidat chybějící vodu pro zvětšení objemu barvy. Pro změkčení vody ji můžete smíchat s 0,1-0,5% vápenatou sodou.

Tajemstvím rovnoměrného, ​​hlubokého tónu je přidání 2-4% amoniaku do roztoku. Aby se zabránilo pěnění barvy, je roztok smíchán s 0,5% butanolem.

Laky na dřevo se používají dvěma způsoby. V prvním případě se lak zavádí ihned po filtraci. Ve druhém se do samotného laku přidá barvivo a po 24 hodinách působení se filtruje.

Způsoby nanášení barviva:

• Ruční (štětec a tampon);
• Sprej;
• Ponořením;
• Atd.

Dřevo je od přírody porézní materiál, takže aktivně absorbuje vlhkost. Na základě toho musíte nanést barvu v přebytku. Nejprve natřete podél a teprve potom napříč a poté odstraňte přebytek. Pokud je povrch svislý, musíte malovat zdola nahoru. Barva tedy nateče na již natřený povrch.

I po nastříkání je povrch tamponem nasycený. Samotný postup lze provést pomocí „mokrých“ a „suchých“ metod. V prvním případě je rozprašovač umístěn ve vzdálenosti 25-30 cm a spotřeba barvy je 2-4 g/. Druhý případ slouží k opravě povrchů se zbytky lepidla, nebo když potřebujete skrýt původ podkladu.

Proud roztoku se stříká, dokud se nedostane do kontaktu s povrchem, čímž se zabrání nadměrnému smáčení dřeva. Vrstva barvy je silná, ale křehká. Tato operace se provádí ve vzdálenosti 40-50 cm od povrchu a spotřeba je pouze 1,5-2 g/. Povrch není potřeba brousit, protože. hromada se nezvedá.

Po namáčení můžete stírání vynechat, protože roztok se zahřeje na 50C, aby se pigmenty barvy lépe vstřebaly a nebyl pozorován přebytek.

Po nátěru se dřevo suší 3 hodiny při pokojové teplotě nebo 10 minut ve speciální komoře při teplotě 45C.

Výhody barev s vodou ředitelnými epoxidovými pryskyřicemi jsou zřejmé.

• Jejich popularita ve stavebnictví je vysvětlena jejich příznivými náklady a vysokými ukazateli kvality.
• Takové barvy dokonale maskují mikrotrhliny a mají elastickou vrstvu. Proto se používají k nátěrům dřevěných výrobků – mají tendenci se časem roztahovat.
• Vodou ředitelné základy se používají i pro nátěry kovových povrchů. Jejich všestrannost a kvalita umožňuje použití barev v různých oblastech průmyslu a dokonce i umění.

materiály k tématu

Silikonové pryskyřice

Silikonová barva kombinuje výhody akrylových a silikátových barev. Tento inovativní materiál má vynikající vlastnosti. Jako pojiva používá silikonové pryskyřice.

Nové matné práškové barvy na bázi akrylových pryskyřic a nanoaditiv

Výzkumný projekt vědců z Velké Británie a Řecka zahrnuje vývoj nových pokročilých surovin na bázi polymerů a kompozitních materiálů, stejně jako technologie zpracování a výrobu nových práškových barev.

Pryskyřice pro laky

V podílu výrobků vyráběných v průmyslu barev a laků zaujímají laky významné místo. Aktivně se používají jak v průmyslové výrobě, tak v domácnostech. Laky slouží jako výborný ochranný prostředek na povrchy a nábytek, které ztratily svůj vzhled. Jak každý ví, laky mohou být barevné i bezbarvé, ale všechny tvoří odolný průhledný film, který dokáže několikanásobně prodloužit životnost ošetřeného povrchu.