Преимущества эпоксидных смол

По сравнению с другими жидкими смолами (например, фенольными, полиэфирными, акриловыми), которые отверждают подобным образом, эпоксидные смолы имеют достаточно уникальные сочетания свойств:

1. Невысокая вязкость: жидкие смолы и их отвердители создают системы с низкой вязкостью, легко подвергающиеся переработке и модификации.

2. Легкость и простота отверждения: эпоксидные смолы быстро и просто отверждаются почти при любых температурах в интервале от 5 до 180 °С в зависимости от типа выбранного отвердителя.

3. Небольшая усадка: одним из самых значительных качеств эпоксидных смол считается их незначительная усадка в процессе отверждения и без выделения побочных газообразных веществ.

4. Высокая адгезионная способность. За счет присутствия полярных эфирных или гидроксильных групп, эпоксидные смолы являются великолепными клеями.

5. Высокие механические свойства.

6. Высокие электроизоляционные свойства: эпоксидные смолы считаются великолепными диэлектриками.

7. Хорошая химическая стойкость: химическая стойкость отвержденной эпоксидной смолы в основном находится в зависимости от типа использующегося отвердителя. В целом, основное количество эпоксидных смол обладает исключительно хорошей стойкостью к действию щелочей и прекрасной или неплохой – к действию кислот.

8. Универсальность: эпоксидные смолы, по-видимому, считаются наиболее универсальными из современных пластмасс. Главные свойства их имеют место регулироваться путем изменения количества всевозможных смол в композиции, избранием различных отвердителей и путем введения различных наполнителей и модификаторов. [1]

Структура и свойства отвержденных смол

Структура отвержденной эпоксидной смолы может быть различной в зависимости от типа смолы и отвердителя. Возможность изменения состава молекул, а также функциональности и плотности сшивки приводит к получению отвержденных систем с самыми разнообразными свойствами.

В отношении химических связей справедливы следующие положения:

1) В отвержденных системах простые эфирные связи достаточно стойки к действию большинства органических и неорганических кислот и щелочей;

2) Связи между углеродом и азотом амина довольно стойки к действию неорганических кислот и щелочей и менее стойки по отношению к органическим кислотам. Сложные эфирные связи стойки к действию органических кислот и менее стойки к действию неорганических кислот и щелочей. Они более подвержены гидролизу, чем связи углерод - азот в смолах, отвержденных аминами.

Необходимо отметить снова, что структура отвержденной системы дает часто результаты, отличающиеся от тех, которые можно было бы ожидать от природы только химических связей. [1]

Отвердители и механизмы отверждения эпоксидных олигомеров

Высокое напряжение в эпоксидном кольце приводит к его значительной реакционноспособности в отличие от нециклических эфиров. В зависимости от места расположения эпоксигруппы активность будет разной (на конце или внутри кольца, или внутри цепи). Наиболее необходимым свойством эпоксидных смол считается их способность к быстрому переходу из жидкого (или термопластичного) состояния в упруготвердое термореактивное состояние. Данный переход, как правило, не сопровождается выходом побочных продуктов.

Реакция отверждения может проходить с образованием гетерополимера методом конденсации молекул эпоксидных олигомеров с молекулами полифункциональных сшивающих агентов, которые содержат две и более реакционноспособные группы, или - с образованием гомополимера методом катализируемой полимеризации по эпоксидным группам. Процесс протекает, если вводят химически активные вещества - отверждающие агенты (или катализаторов, отвердителей, активаторов). Доля отвердителей ускоряют процесс в итоге химического взаимодействия, иные принимают конкретную роль в химической реакции и входят в состав полимера. Становятся разнообразными химические пути отверждения благодаря высокой реакционной способности по отношению к разным реагентам.

Отверждение эпоксидных смол может происходить по двум механизмам: полимеризации и полиприсоединения (или поликонденсации). [4]