Эпоксидные диановые смолы

Эпоксидные смолы - вещества, молекулы которых представляют собой цепочку из одинаковых звеньев, содержащих эпоксидные группы - трехчленные гетероциклы с одним кислородным атомом. Способны под действием отвердителей образовывать сшитые полимеры.
Наибольший объем эпоксидных смол производят методом поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, обычно с бисфенолом А. Эти смолы называют диановыми в честь русского химика А.П.Дианина, впервые синтезировавшего бисфенол А.
Среди огромного разнообразия эпоксидных смол и соединений до 90% от общего производства приходится на диановые эпоксидные смолы. Композиции на их основе обладают широким диапазоном технологических, физико-механических, теплофизических и физико-химических свойств. Кроме того жидкие эпоксидные диановые смолы обладают наименьшей токсичностью среди эпоксидов, а твердые диановые смолы относятся к практически нетоксичным веществам.

Диановые эпоксидные смолы - вязкие жидкости, или твердые хрупкие вещества от светло-желтого до коричневого цвета. Они растворяются в широком спектре органических растворителей и спиртов.

Неотвержденные диановые эпоксидные смолы могут быть переведены в неплавкое и нерастворимое состояние действием отверждающих агентов (отвердителей) различного типа - алифатических и ароматических ди- и полиаминов, низкомолекулярных полиамидов, ди- и поликарбоновых кислот и их ангидридов, фенолформальдегидных смол и др соединений. В зависимости от применяемого отвердителя свойства отвержденной эпоксидной диановой смолы могут изменяться в самых широких пределах.

Эпоксидные смолы используется в промышленности в чистом виде, или в качестве компонентов композиционных материалов - заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков, защитных покрытий.

Отечественные заводы выпускали целый ряд марок эпоксидно-диановых смол (ГОСТ 10587-84), которые можно разделить на три группы - жидкие, низкоплавкие и высокоплавкие. К жидким смолам относятся ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20 и ЭД-20С. К низкоплавким - ЭД-16, ЭД-16С, ЭД-14, Э-40. К высокоплавким - ЭД-13, ЭД-10, ЭД-8, Э-41, Э-49 и другие. Из перечисленных смол лишь эпоксидная смола ЭД-20, смола ЭД-16, Э-40 и Э-41 можно отнести к крупнотоннажным. До закрытия производства смол в городе Уфа в эту группу входила смола ЭД-8.

В настоящее время крупнотоннажное производство диановых эпоксидных смол в Российской Федерации отсутствует, а его возобновление только планируется. Приобретая смолу покупатель должен понимать, что приобретенный продукт - импортный.

Номенклатура эпоксидных смол, производимых сегодня за рубежом гораздо шире, чем в России. Ниже приведен краткий список основных производителей эпоксидных смол.,

Nan Ya Plastics Corporation (Тайвань)

Chang Chun Petrochemical Co.Ltd. (Тайвань)

Chang Chun Chemical (Jiangsu) Co.Ltd. (Китай)

Kukdo Chemical Co.,Ltd. (Южная Корея)

Korea Kumho Petrochemicals Co.,Ltd. (Южная Корея)

LG Chem Ltd. (Южная Корея)

Thai Organic Chemicals Co.Ltd. (Тайланд)

Spolchemie (Чехия)

Kaneka Corporation (Япония)

Leuna Harze GmbH. (Германия0) 

DOW Chemical (Швейцария)

Наличие в эпоксидных диановых смолах двух видов функциональных групп - эпоксидных и гидроксильных позволяет производить их отверждение (перевод в неплавкое и нерастворимое состояние) различными классами органических, неорганических и элементоорганических соединений, которые называются отвердители эпоксидных смол. В качестве отвердителей могут выступать алифатические и ароматические амины, фенолы, ангидриды, третичные амины, кислоты Льюиса и другие соединения.

Использование отвердителей различной химической природы при отверждении эпоксидных диановых смол с различной молекулярной массой позволяет варьировать свойства эпоксидных полимеров и получать материалы от резиноподобных до высокомодульных, сохраняющих свои свойства при перепаде температур от -60 до +240°C.

Эпоксидные смолы характеризуются рядом свойств, методы определения которых отличны для разных типов смол и отличаются даже у разных производителей.

Обычно в технической документации указываются следующие свойства эпоксидных смол:

• Молекулярная масса
• Содержание эпоксидных групп
• Содержание гидроксильных групп
• Содержание хлора
• Содержание неомыляемого хлора
• Содержание летучих веществ
• Вязкость, или температура размягчения
• Цветность и оптические свойства
• Жизнеспособность
• Время желатинизации
• Температура плавления

Температура отверждения эпоксидных диановых смол зависит от их молекулярной массы, функциональности (количество эпоксидных групп в молекуле) и применяемого отвердителя.

Для получения оптимальных свойств композиций обычно отвержденные эпоксидные смолы дополнительно отверждают при повышенной температуре - термообрабатывают.

Цикл отверждения эпоксидных смол и композиций на их основе принято записывать следующим образом:

например, отверждение 6 часов при 20°С + 4 часа при 40°С + термообработка 8 часов при 60°С.