Термореактивные смолы

Термореактивные смолы это высокомолекулярные соединения, макромолеклы которых имеют структуры пространственной сетки и представляют собой твердые,стекловидные,нерастворимые и неплавкие вещества.

◊ Фенолформальдегидные смолы

Фенолформальдегидные смолы получают поликонденсацией фенолов и формальдегидов.Формальдегид это газ, который растворяется в воде.Его применяют в виде водного -40%-ного раствора, известного под названием формалин.

◊ Эпоксидные смолы

Эпоксидные смолы получают при взаимодействии различных органических соединений ,содержащих эпоксидную группу, с веществами имеющими подвижной атом водорода(фенолами, спиртами, аминами).

Благодаря эпоксидной группе такие смолы под действием отвердителя способны отверждаться , то есть переходить из вязкожидкого состояния в твердое. Этот процесс, заключающийся в образовании пространственной (сшитой) структуры полимера, не сопровождается выделением каких-либо побочных продуктов и поэтому может происходить без давления при комнатной температуре.

Физико-механические свойства эпоксидной смолы приведены в таблицу-1.

Таблица-1. Физико-механические свойства эпоксидной смолы

Отвержденные эпоксидные смолы обладают хорошей адгезией к металлам , стеклу и другим материалам,включая многие виды пластмасс. Они обладают высокими механическими свойствами, хорошими диэлектрическими показателями, химической стойкостью и малой усадкой при отверждении.

Поэтому они находят применение в строительстве в качестве клеев,защитных покрытий ,связующего для стеклопластиков.В качестве отвердителя чаще всего применяют фталевый ангидрид,мочевиноальдегидные и фенолоальдегидные смолы ( при горячем отверждении), гексаметилен-диамин, полиэтиленполиамины ( при холодном отверждении).

Эпоксидные смолы хорошо смачивают стекляное волокно, что обеспечивает прочную связь с ним благодаря наличию в смоле гидроксильных групп.Эти смолы используют как связующее для стеклопластиков.

Недостатком чистых (ненаполненных и непластифицированных) эпоксидных смол и клеевых пленок является их хрупкость и высокий коэффициент линейного расширения, а также усадка при отверждении. В целях улучшения свойств эпоксидных материалов в их состав вводят наполнители и пластификаторы.

Эпоксидные смолы начали применять в дорожном строительстве для омоноличивания бетонных сооружений, приготовления пластбетона( за рубежом пластбетон на основе эпоксидной смолы называется эпонаасфальт), устройства слоев износа на дорогах.

Эпоксидные смолы , предназначенные для приготовления клеев, компаундов , связующих для стеклопластиков и других целей , в зависимости от физико-механических свойств подразделяются на марки:ЭД-8,ЭД-10,ЭД-14,ЭД-16,ЭД-20 и ЭД-22.

Полиэфирные смолы

Полиэфирные смолы-группа полимеров ,производимых взаимодействием многоосновных кислот с многоатомными и ненасыщенными спиртами.В зависимости от применяемых спиртов образуются насыщенные или ненасыщенные полиэфиры.

Из ненасыщенных полиэфиров в строительстве применяют в основном глифталевые смолы, получаемые поликонденсацией глицерина с двухосновной фталевой кислотой.

Глицерин -трехатомный спирт С₃Н₅(ОН)₃, вязкая гигроскопичная бесцветная жидкость без запаха.Фталевая или ортофталевая кислота -это двухосновная бензолдикарбоновая кислота состава С₆Н₄(СООН)₂.

Ортофталевая кислота при нагревании свыше 200˚С переходит в ангидрид (С₆Н₄СО)₂О. Ангидрид фталевой кислоты вместе с глицерином широко используется в качестве исходного компонента для получения глифталевых смол.

Чистые глифталевые смолы характеризуются повышенной хрупкостьюи низкой атмосферостойкостью.Обычно применяют смолы , модифицированные жирными кислотами растительных масел.

При высыхании модифицированных глифталевых смол образуются полимерные пленки с достаточно высокой эластичностью, атмосферо- и водостойкостью.

В строительстве широко применяют насыщенные полиэфирные смолы,получаемые конденсацией смеси ненасыщенной и насыщенной многоосновных кислот с двухатомными спиртами. Из ненасыщенных кислот обычно используют малеиновую, из насыщенных -фталевую в виде ангидридов.

В качестве спиртов применяют этиленгликоль.Смолы полученные конденсацией малеинового ангидрида и этиленгликолей, называются полиэфирмалеинатами.

В настоящее время выпускаются полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты марок ПН-1 и ПН-2, полиэфир ПДЭМ-5, полиэфиракрилат 7-20 и другие.

Отверждение полиэфирных ненасыщенных смол без внешнего подогрева происходит под действием органических перекисей (перекись бензоила, перекись метилэтиленкетона и др.) и добавки нафтената кобальта в качестве ускорителя твердения. Твердение ненасыщенных полиэфиров сопровождается значительным выделением тепла и большой усадкой (до 7-9%).

Ведение наполнителей (молотый песок,тальк и др.) уменьшают усадку до 0,3-0,5%.В отвержденном состоянии ненасыщенные полиэфиры представляют собой твердые и прочные материалы.

Предел их прочности при растяжении 75,при сжатии 190 МПа.Ценными свойствами полимеров являются также достаточно высокие тепло-(150-170°С),водо- и химическая стойкость , адгезия и прозрачность. К недостаткам следует отнести горючесть, токсичность.

Кремнийорганические смолы

Кремнийорганические смолы-это вещества в составе молекул которых наряду с другими элементами входят кремний и углерод.Кремнийорганические смолы изготовляют реакцией поликонденсации двух групп исходных веществ:

алкилхлорсиланов и замещенных эфиров ортокремниевой кислоты.В цепи углеводородные звенья сочетаются с атомами, которые не содержатся в природных органических веществах.

Разработаны методы получения кремний-,титано-,алюминий-,бороорганических и других соединений. Наибольшее распространение получили кремнийорганические полимеры с силоксановой связью(―Si―O―Si―O―).

Это новые соединения, которых в природе нет; они занимают промежуточное положение между органическими и неорганическими веществами,обладают свойствами тех и других.

Кремнийорганические смолы хорошо растворяются в бензоле,толуоле и других органических растворителях.Как и все термореактивные синтетические смолы, они при нагревании переходят в неплавкое и нерастворимое состояния.Общими для всех кремнийорганических полисилоксановых смол являются высокая теплостойкость в условиях длительного нагревания ,диэлектрические свойства и прочность при сжатии и изгибе(смотри таблицу-1).

Выпускаются кремнийорганические полимеры марок: К-40(куски произвольной формы от светло-желтого до коричневого цвета); К-42(бесцветные или слабоокрашенные куски произвольной формы); МФСИ-15 (вязкая жидкость желтого цвета); ГКЖ (маловязкие жидкости -водные эмульсии полимера или растворы в органических растворителях).

Кремнийорганические смолы применяют в качестве гидрофобизаторов, уплотняющих добавок к цементобетонам и растворам, эмалей, лаков и высокотемпературных клеев.