Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Апреля 2012 в 10:36, курсовая работа
Цель данной работы – дать объективную оценку эпоксидно-диановым смолам представленным на украинском рынке. Изучить сырье используемое в процессе получения эпоксидно-диановых смол и требования, которые будут предъявляться к его качеству. Рассмотреть методы получения и отверждения, эпоксидно-диановых смол, также их потребительские свойства и области применения. Еще будет проведено исследование потребительских свойств аналогов эпоксидно-диановой смолы ЭД-20.
Введение……………………………………………………………………………...........3
Раздел 1. Эпоксидно-диановые смолы: методы получения, отверждения, потребительские свойства и области применения………………………………...........5
1.1. Методы получения эпоксидно-диановых смол…………………..................6
1.2. Отверждение эпоксидно-диановых смол………………………..................10
1.2.1. Отвердители для эпоксидно-диановых смол…………………….......12
1.2.2. Пластификаторы для эпоксидно-диановых смол…………………....13
1.3. Потребительские свойства эпоксидно-диановых смол и области их применения……………………………………………………………….........................14
Раздел 2. Объекты и методы исследования эпоксидно-диановых смол……………..18
2.1. Определение цвета по железокобальтовой шкале…………………………19
2.2. Определение массовой доли эпоксидных групп обратным методом…………………………………………………………………………………...21
2.3. Определение массовой доли неорганического хлора……………………...22
2.4. Определение массовой доли омыляемого хлора…………………………...24
2.5. Определение массовой доли гидроксильных групп……………………….26
2.6. Определение массовой доли летучих веществ……………………..............28
2.7. Определение динамической вязкости………………………………………30
2.8. Определение времени желатинизации с малеиновым ангидридом……….31
Раздел 3. Исследование потребительских свойств аналогов эпоксидно-диановой смолы ЭД-20……………………………………………………………………………...32
Выводы…..……………………………………………………………………………….43
Список использованных источников…………………………………………
При проведении исследований на соответствие показателей качества эпоксидно-диановой смолы 128 как аналога ЭД-20 требованиям ДСТУ 2093 было установлено, что смола 128 не соответствует требованиям ДСТУ 2093 по массовой доле гидроксильных и эпоксидных групп. Данный образец содержит 1,84 % гидроксильных групп и 22,6 % эпоксидных групп, что превышает нормы стандарта, поэтому смолу 128 не нужно использовать в качестве аналога ЭД-20.
Цветность по шкале Гарднера составляет 1, это означает, что смола практически бесцветна. Показатель динамической вязкости 12,2 Па*с, свидетельствует о том, что смола низкой вязкости.
Но смола 128 после отверждения характеризуется максимальной механической прочностью, отличной химической и термоустойчивостью.
DER-331 – жидкая эпоксидная смола, продукт взаимодействия эпихлоргидрина и бисфенола А, является аналогом смолы ЭД-20. Применяют в строительстве в качестве компонента заливочных и пропиточных компаундов, клеев, герметиков, связующих для армированных пластиков. Также DER-331 часто применяют в автомобилестроении, в электротехнической промышленности в качестве различных герметиков, заливок и пропиток.
В таблице 11 представлены показатели качества смолы DER-331 как аналога ЭД-20 в соответствии с требованиями ДСТУ 2093.
Таблица 11. – Технические характеристики DER-331
Наименование показателя | Норма по ДСТУ 2083 | Установленные технические характеристики |
Внешний вид | Вязкая прозрачная | Вязкая прозрачная |
Цвет по железокобальтовой шкале, не более | 5 | 2 |
Массовая доля эпоксидных групп, % | 20,0-22,1 | 22,8 |
Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 1,8 | 1,8 |
Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0,2 | 0,13 |
Динамическая вязкость, Па*с при 20 °С | 12-20 | 15,5 |
При проведении исследований на соответствие показателей качества эпоксидно-диановой смолы DER-331 как аналога ЭД-20 требованиям ДСТУ 2093 было установлено, что массовая доля эпоксидных групп составляет 22,8 %, это превышает норму стандарта, поэтому DER-331 нежелательно использовать как аналог ЭД-20. Цвет по шкале Гарднера составляет 2, т.е смола бесцветна и без посторонних примесей. Динамическая вязкость составляет 15,5, т.е. ЭД-20 имеет среднюю вязкость.
Также к недостаткам DER-331 можно отнести склонность этой смолы кристаллизоваться при длительном хранении.
Epikote-828
Epikote-828 представляет собой жидкую немодифицированную эпоксидную смолу, полученную в результате конденсации бисфенола А с эпихлоргидрином, является аналогом эпоксидной смолы ЭД-20. Применяется в качестве исходного компонента для получения композиционных материалов: клеев, связующих, стекло-, органо-, углепластиков. В чистом виде и с рядом ограничений может быть применена в: электротехнической, радиоэлектронной промышленности, в автомобилестроении. В строительной промышленности используется в качестве связующих при производстве слоистых пластиков на основе стеклоткани, таких как: стеклотекстолит, трубки, цилиндры стеклотекстолитовые.
В таблице 12 представлены показатели качества смолы Epikote-828 как аналога ЭД-20 в соответствии с требованиями ДСТУ 2093.
Таблица 12. – Технические характеристики Epikote-828
Наименование показателя | Норма по ДСТУ 2083 | Установленные технические характеристики |
Внешний вид | Вязкая прозрачная | Вязкая прозрачная |
Цвет по железокобальтовой шкале, не более | 5 | 1 |
Массовая доля эпоксидных групп, % | 20,0-22,1 | 22,1 |
Массовая доля иона хлора, %, не более | 0,003 | 0,025 |
Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0,5 | 4,8 |
Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 1,8 | 1,8 |
Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0,2 | 0,1 |
Динамическая вязкость, Па*с при 20 °С | 12-20 | 14 |
При проведении исследований на соответствие показателей качества эпоксидно-диановой смолы Epikote-828 как аналога ЭД-20 требованиям ДСТУ 2093 было установлено, что по всем показателям исследуемый образец Epikote-828 полностью соответствуют требованиям нормативной документации.
Цвет по шкале Гарднера составляет 1, т.е смола практически бесцветна. Массовая доля эпоксидных и гидроксильных групп находится на верхней границе установленных показателей, но в пределах нормы, что свидетельствует о хорошем качестве смолы. Динамическая вязкость составляет 14, т.е. Epikote-828 имеет среднюю вязкость. Доля летучих веществ 0,1 % и содержание омыляемого хлора 4,8 %, свидетельствует об отсутствии в смоле посторонних примесей.
К недостаткам этой эпоксидно-диановой смолы можно отнести свойство кристаллизоваться при длительной и ненадлежащем хранении.
NPEL-128
NPEL-128 – немодифицированная жидкая эпоксидная смола, полученная на основе бисфенола А и эпихлоргидрина, является аналогом смолы ЭД-20. Широко применяется в электротехнической промышленности, в авиастроении, судостроении и машиностроении. В строительстве используется при производстве полимербетонов, наливных полов, а также в качестве связующих для армированных пластиков, в лакокрасочных материалах, стеклопластике.
В таблице 13 представлены показатели качества смолы NPEL-128 как аналога ЭД-20 в соответствии с требованиями ДСТУ 2093.
Таблица 13. Технические характеристики NPEL-128
Наименование показателя | Норма по ДСТУ 2083 | Установленные технические характеристики |
Внешний вид | Вязкая прозрачная | Вязкая прозрачная |
Цвет по железокобальтовой шкале, не более | 5 | 1 |
Массовая доля эпоксидных групп, % | 20,0-22,1 | 22,4 |
Массовая доля иона хлора, %, не более | 0,003 | 0,002 |
Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0,5 | 0,4 |
Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 1,8 | 1,9 |
Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0,2 | 0,13 |
Динамическая вязкость, Па*с при 20 °С | 12-20 | 15 |
При проведении исследований на соответствие показателей качества эпоксидно-диановой смолы NPEL-128 как аналога ЭД-20 требованиям ДСТУ 2093 было установлено, что данная смола не соответствует требованиям ДСТУ 2093 по массовой доле гидроксильных и эпоксидных групп. Данный образец содержит 1,9 % гидроксильных групп и 22,4 % эпоксидных групп, что превышает нормы стандарта, поэтому смола NPEL-128 по этим показателям не пригодна для применения в качестве аналога ЭД-20.
Цветность по шкале Гарднера составляет 1, это означает, что смола практически бесцветна. Содержание неорганического хлора 0,002 % и содержание омыляемого хлора 0,4 %, свидетельствует о том, что смола не содержит посторонних примесей. Динамическая вязкость составляет 15, т.е. смола NPEL-128 имеет среднюю вязкость.
YD-128 – стандартная немодифицированная жидкая эпоксидная смола, полученная на основе бисфенола А и эпихлоргидрина, является аналогом смолы ЭД-20. Применяется в качестве компонента электроизоляционных компаундов, клеев, герметиков, связующих при производстве слоистых пластиков на основе стеклоткани, а также в качестве связующих для армированных пластиков и лакокрасочных материалов.
В таблице 14 представлены показатели качества смолы YD-128 как аналога ЭД-20 в соответствии с требованиями ДСТУ 2093.
Таблица 14. – Технические характеристики YD-128
Наименование показателя | Норма по ДСТУ 2083 | Установленные технические характеристики |
Внешний вид | Вязкая прозрачная | Вязкая прозрачная |
Цвет по железокобальтовой шкале, не более | 5 | 1 |
Массовая доля эпоксидных групп, % | 20,0-22,1 | 22,8 |
Массовая доля омыляемого хлора, %, не более | 0,5 | 0,1 |
Массовая доля гидроксильных групп, %, не более | 1,8 | 1,8 |
Массовая доля летучих веществ, %, не более | 0,2 | 0,2 |
Динамическая вязкость, Па*с при 20 °С | 12-20 | 13 |
При проведении исследований на соответствие показателей качества эпоксидно-диановой смолы YD-128 как аналога ЭД-20 требованиям ДСТУ 2093 было установлено, что эта смола не соответствует требованиям стандарта по массовой доле эпоксидных групп. Данный образец содержит 22,8 % гидроксильных групп, что превышает нормы стандарта, поэтому YD-128 нежелательно использовать как аналог ЭД-20. Хотя по таким показателям, как внешний вид, цвет, массовая доля летучих веществ, содержанию хлора YD-128 отвечает поставленным требованиям ДСТУ.
После отверждения YD-128 характеризуется максимальной механической прочностью, отличной химической и термоустойчивостью. Основным недостатком этой смолы является склонность к кристаллизации при длительном хранении.
Выводы
Эпоксидно-диановые смолы имеют довольно малое распространение в промышленности, по сравнению, например, с полиэфирными смолами, в первую очередь из-за своей высокой стоимости, но они имеют ряд неоспоримых преимуществ. У эпоксидных смол выше прочность клеевого соединения, меньше усадка, в отвержденном состоянии они меньше фильтруют влагу, лучше противостоят абразивному износу и обладают лучшими физико-механическими свойствами. Существует бесконечное множество комбинаций и вариаций эпоксидных смол и для узкоспециальных целей производители имеют возможность предложить составы с такими характеристиками, достичь которых полиэфирные смолы не смогут никогда.
Все эти достоинства эпоксидных смол не отменяют их недостатков, когда речь заходит о производстве стеклопластика. В первую очередь имеется в виду рост затрат. Эпоксидные смолы требуют более аккуратного обращения, они медленнее полимеризуются, и это тормозит производственный процесс (одна из главных причин, почему производители их сторонятся), они более сложны в обработке.
Другая проблема эпоксидных смол связана с их свойством терять вязкость при повышении температуры в ходе экзотермического отверждения. Это создает трудности при работе со смолой на вертикальных и наклонных поверхностях и в совокупности с медленным отверждением делает определенные виды работ в таких условиях очень трудоемкими. Несмотря на то, что клеящие свойства эпоксидной смолы выше чем, например, у полиэфирной, прочность эпоксидного стеклопластика выше не в пропорциональной степени.
Тем не менее, есть ситуации, где эпоксидные смолы зарекомендовали себя наилучшим образом и, несмотря на ограниченное использование в качестве конструкционного материала, нашли широкое применение, в особенности в качестве клея. При нанесении защитных покрытий на многие материалы или при их склеивании настоятельно рекомендуются именно эпоксидные смолы. К таким материалам относятся алюминий, сталь, древесина, материалы с непористыми поверхностями и др. Но высокая стоимость препятствует их широкому применению.