Rășină epoxidică - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect
Rășinile epoxidice sunt caracterizate ca fiind compuși sau amestecuri de compuși care conțin una sau mai multe grupări epoxid sau oxiran, așa cum se arată în formula (20).
Termeni asociați:
- Amină
- Nanotub de carbon
- Esther
- Agent de vindecare
- bisfenol A
- Ignifug
- Fibra de carbon
- Nanocompozit
Descărcați în format PDF
Despre această pagină
Rășini epoxidice
A Măsuri de siguranță
Rășinile epoxidice și agenții lor de întărire sunt considerați iritanti primari ai pielii. Contactul cu rășini epoxidice trebuie făcut numai folosind mănuși și scuturi faciale și în timp ce lucrați în hote sau în zone bine ventilate [18]. Unele persoane care intră în contact prelungit cu rășini epoxidice pot dezvolta o sensibilizare a pielii evidențiată de vezicule sau alte afecțiuni ale dermatitei. Alte persoane pot dezvolta o afecțiune asematică. Mănușile și hainele de lucru contaminate trebuie schimbate imediat și fie spălate, fie aruncate. Pantofii contaminați trebuie aruncați. Se recomandă spălarea frecventă a mâinilor și trebuie practicată o igienă personală strictă. Rețineți că unii agenți de întărire a aminei aromatice pot fi cancerigeni. Un sistem de rășină epoxidică bine vindecat nu prezintă de obicei probleme de sănătate legate de iritarea pielii. Persoanele care prezintă sensibilitate ar trebui să întrerupă manipularea compușilor epoxidici. În caz contrar, se dezvoltă hipersensibilitate, ceea ce face dificilă chiar apropierea de aceste materiale fără a dezvolta dermatită sau alte reacții. Referințele [14] și [19] trebuie menționate pentru informații suplimentare de siguranță.
RĂȘINI EPOXY
Reacțiile epoxizilor și mecanismele de întărire
Rășinile epoxidice sunt intermediari reactivi care, înainte de a putea fi produse utile, trebuie să fie „întărite” sau reticulate prin polimerizare într-o rețea tridimensională infuzibilă cu co-reactanți (agenți de întărire). Legătura încrucișată a rășinii poate avea loc prin intermediul grupelor epoxid sau hidroxil și se desfășoară în esență doar prin două tipuri de mecanisme de întărire: cuplarea directă a moleculelor de rășină printr-o omopolimerizare catalitică sau cuplarea printr-un intermediar reactiv. Reacțiile utilizate pentru vindecarea rășinilor epoxidice cu greutate moleculară mică apar cu inelul epoxidic:
Capacitatea acestui inel de a reacționa printr-o serie de căi și cu o varietate de reactanți conferă rășinilor epoxidice marea lor versatilitate. Chimia majorității agenților de întărire utilizată în prezent cu rășinile epoxidice se bazează pe reacții de poliadiție care au ca rezultat cuplarea, precum și reticularea. Agenții de întărire mai utilizați sunt compușii care conțin hidrogen activ (poliamine, poliacizi, polimercaptani, polifenoli etc.) care reacționează așa cum se arată în reacția 1 pentru a forma β-hidroxi-amina, esterul, mercaptanul sau β-fenil eterul.
Rășinile epoxidice și agenții de întărire conțin de obicei mai multe situri de reacție pe moleculă, iar procesul de întărire pentru a forma o rețea tridimensională rezultă din reacții multiple între moleculele de epoxid și agentul de întărire. Reacțiile specifice ale diferiților reactanți cu grupuri de epoxid au fost, în multe cazuri, studiate în detaliu considerabil și au fost revizuite pe larg în altă parte (2).
Polimerizarea pasului
37.1 Introducere
Rășinile epoxidice cuprind un grup de materiale reticulabile, care posedă toate același tip de grup funcțional reactiv, gruparea epoxidică sau oxiranică ( 1 ); chimia și tehnologia lor au fost raportate într-o serie de texte. 1, 2
Grupa epoxidică se caracterizează prin reactivitatea sa atât la speciile nucleofile, cât și la speciile electrofile și este astfel receptivă la o gamă largă de reactivi sau agenți de întărire. Astfel de agenți de întărire sunt de două tipuri: pot fi catalizatori sau întăritori. Catalizatorii sunt de obicei trageți din amine terțiare sau acizi Lewis și funcționează prin inițierea polimerizării ionice a compusului epoxidic pentru a produce structuri polieterice. De obicei, catalizatorii sunt utilizați în concentrații scăzute (3 în electronică pentru încapsulare, ghiveci și plăci cu circuite imprimate, 4 și în industria aerospațială ca matrice pentru compozite. 5
Pentru a îndeplini cerințele diferite ale acestei extinse aplicații, sunt disponibile rășini epoxidice de multe tipuri, acestea fiind în combinație cu varietatea de agenți de întărire care contribuie la versatilitatea esențială a sistemului epoxidic. În secțiunea următoare sunt discutate câteva exemple de rășini epoxidice tipice.
Rășini epoxidice
27.10.3 Materiale compozite
Rășinile epoxidice - datorită reactivității lor care le permite să se lege bine de fibre și rezistenței lor - sunt rășinile termorezistente care, combinate cu fibre de sticlă, carbon sau aramidă, produc materiale compozite cu cele mai bune proprietăți ale majorității termorezistente. Există mai multe procese pentru fabricarea materialelor compozite, dar cele mai importante, în cazul rășinilor epoxidice, sunt prezentate în tabelul 27.5. Procesele sunt împărțite între „rășină umedă” și „prepreg”. Procesele de rășină umedă implică o combinație directă, de către fabricantul rășinii epoxidice și a fibrelor de întărire. Acest lucru poate fi realizat manual, prin simpla aplicare de rășină și armare la o matriță tratată corespunzător. După cum sa menționat, mulți precursori ai rășinii epoxidice necesită încălzirea pentru a permite atingerea unui nivel suficient de scăzut de vâscozitate.
Tabelul 27.5. Procese de producere a produselor compozite
| Turnare prin contact (laminare manuală) | Barci, plăci de surf, băi, mulaje de uz general |
| Turnare prin transfer de rășină | Barci, mulaje de uz general |
| Infuzie de rășină | Barci, pale ale turbinei eoliene |
| Înfășurarea filamentului | Țevi și vase sub presiune |
| Turnare prin presare | Plăci cu circuite imprimate |
| Prelucrarea cuptorului cu sac de vid | Lame de turbine eoliene compozite auto |
| Procesare în autoclavă a pungilor de vid | Compozite aerospațiale |
Reglementările privind sănătatea și siguranța nu mai favorizează prelucrarea rășinilor într-un mediu deschis de fabrică, mai ales dacă sunt disponibile procese alternative. Prin urmare, procesele închise de matrițare, cum ar fi turnarea prin transfer de rășină și infuzia în vid, preluează din turnarea prin contact. Turnarea prin transfer de rășină implică fluxul de rășină, acționat de o combinație de presiune și/sau vid în armătura uscată conținută într-o matriță compusă potrivită din două părți. Infuzia de rășină este mai rentabilă deoarece implică doar o matriță unilaterală, armătura uscată fiind acoperită cu o folie de plastic flexibilă. Spațiul dintre film și matriță este evacuat, ceea ce face ca rășina să fie trasă în armătură. Procesul de perfuzie poate fi acum utilizat pentru fabricarea de piese mari, cum ar fi bărci și palele turbinei eoliene.