?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

к. т. н.  С. А. Гейдур

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

        Вся статья не поместилась в одной записи ЖЖ   
1, 2 и 3 важные моменты в первой записи ЖЖ
8, 9, 10 и 11 важные моменты в третьей записи ЖЖ
Полный текст на сайте СПбГТИ(ТУ)  http://www.lfpti.ru/lp_article_18.htm


4. Соотношение между компонентами А и В

     Поскольку плотности компонентов различны, соответственно соотношение А:В будет различно "по массе" и "по объему".  Не учет этого обстоятельства – частая причина ошибок при работе с эпоксидными компаундами. При правильном, так называемом стехиометрическом, соотношении компонентов все химические эпоксидные группы прореагируют с отвердителем, будет образована однородная трехмерная полимерная сетка [26]Существует расхожее заблуждение, что если взять отвердителя больше нормы, то отверждение произойдет быстрее. На самом деле при неверном соотношении излишек одного из компонентов, так и останется в неотвержденном состоянии между узлами сетки, снижая физико-механические характеристики эпоксидного полимера, его химстойкость и устойчивость к нагреванию. При значительном излишке отвердителя на поверхности изделия наблюдается его постепенное «выпотевание», а при недостатке – «липкость», уже за счет несвязанной эпоксидной основы (компонента А). 

     Допустимая погрешность в навесках компонентов обычно  5%. Поэтому для уменьшения погрешности рекомендуется начинать процедуру взвешивания (отмеривания шприцем) с компонента В.  Рассмотрим это на примере компаундов ПЭО. Как следует из табл. 1 для этих компаундов должно выполняться соотношение А:В=100:25=4:1 по массе и  А:В=100:30=3,3:1 по объему. Если вы немножечко "промахнулись" - взвесили (отмерили) чуть больше компонента В, например, 1,1г или 1,1мл , то компонент А уже взвешивайте (отмеряйте) соответственно как 1,1г*4 =4,4г или 1,1мл*3,3 = 3,63мл.

    Отметим, что к таким же печальным последствиям, как и при неправильном соотношении компонентов (включая разводы на поверхности), может привести и их плохое перемешивание. Для качественного смешения компонент В наливают в А медленно тонкой струйкой при постоянном перемешивании. Перемешивание нужно производить не интенсивно, чтобы в смесь попало как можно меньше пузырьков воздуха; продолжительность перемешивания должна быть не менее 5–10 мин - до получения гомогенной массы, в ней не должно быть оптических неоднородностей (сквозь массу все предметы должны быть видны без искажений).

  5. Вязкость

  Одному потребителю нужен вязкий состав для заливки «линз» с высоким куполом, другому, наоборот, с предельно малой вязкостью для заливки (пропитки) объектов с испещренной порами поверхностью. Очевидно, ни одна марка ювелирного компаунда всех задач решить не может – слишком они разные у мастеров. В этом плане серия из пяти марок компаундов ПЭО дает возможность выбора оптимальной композиции для того или иного применения в бижутерии.

  Ввиду сильной зависимости от температуры, при которой находится компаунд, его вязкость всегда измеряется в изотермических условиях. На рис. 3 сравниваются реокинетические кривые ряда отечественных и зарубежных ювелирных эпоксидных компаундов в процессе их отверждения при температуре Т=25 и 55°С. Если принять в качестве «предельной» вязкости величину равную 1500 мПА.с (когда пузырьки всё ещё выходят из компаунда естественным путем при комнатной температуре), нетрудно видеть, что время, которым располагает мастер при работе с компаундом Crystal resin (75 мин) в два раза меньше, чем с ПЭО-610КЭ-20/0 и EpoxAcast 690 (150мин) и почти в три раза меньше – с ПЭО-510КЭ-20/0 (200мин). А значит, при заливке в форму одного и того же объема из всех перечисленных марок труднее всего будет избавиться от пузырей в Crystal resin.  И совсем трудно (практически невозможно) - в упрощенном компаунде KER-828/921(ОП), т.к. вязкость, равную 1500 мПа.с, при комнатной температуре он набирает буквально через 2 мин. Именно поэтому область его применения в бижутерии ограничена изготовлением тонких покрытий).


Рис. 3

Повышение температуры существенно понижает вязкость компаунда в начале отверждения. Например, вязкость свежеприготовленного компаунда ПЭО-510КЭ-20/0 уменьшается в несколько раз: с 640 до 50 мПа.с при повышении температуры от 25 до 55°С. В области температур, близких к комнатной, можно пользоваться оценочным эмпирическим правилом: рост или понижение температуры окружающей среды на  5°С соответственно уменьшает или увеличивает вязкость компаунда в 1,5 раза. Важно помнить , что одновременно, с ростом температуры запускается другой конкурирующий процесс – ускорение процесса полимеризации. Это приводит к тому, что вязкость, достигнув определенного минимума, вскоре начинает стремительно нарастать. Из рис. 3 видно, что при Т=55°С время достижения рубежа вязкости в 1500 мПа.с для компаунда ПЭО-510КЭ-20/0 составит 75 мин, как для Crystal resin при Т=25°С. Таким образом, небольшой подогрев является полезной технологической операцией, способствующей эффективной дегазации компаунда и одновременно уменьшающей время его отверждения.

  6. Жизнеспособность

    Это часть времени отверждения, в течение которого компаунд после перемешивания компонентов А и В всё ещё остается в достаточно жидком и пригодном для использования состоянии (табл. 1). Эпоксидные компаунды, отверждаемые при комнатной температуре, с жизнеспособностью менее получаса (обычно они продаются в блистерах) не представляют интереса, т.к. за столь малый срок пузырьки не успевают выйти из полимерной массы. Наиболее популярны составы с жизнеспособностью 2-6 часов (ПЭО-10К-20/0, ПЭО-610КЭ-20/0, ПЭО-510КЭ-20/0, Crystal resin, EpoxAcast 690). Этого времени хватает, чтобы пузырьки воздуха вышли из массы естественным путем при комнатной температуре или с небольшим подогревом, как из объемных покрытий, так и небольших изделий, отливаемых в формах. Некоторым потребителям этого мало и они хотели бы работать с единожды приготовленным компаундом всю рабочую смену 8-9 часов или более (ПЭО-10КЭ-20/0, ПЭО-210КЭ-20/0).

     Жизнеспособность компаунда зависит от температуры отверждения в обратно пропорциональной зависимости: чем больше последняя, тем полимеризация идет быстрее и жизнеспособность уменьшается. Как известно, температура отверждения определяется температурой окружающей среды и прибавкой температуры вследствие экзотермического эффекта в процессе реакции. Количество выделяемого экзотермического тепла зависит от толщины и площади полимеризуемого компаунда. Если обычный компаунд приготовить в большой массе и длительное время не разливать или использовать для заливки изделия в виде «толстой» объёмной бульки, тогда в толще будет затруднен теплоотвод, это тепло ускорит процесс отверждения, который в свою очередь приведет к выделению новой порции экзотермического тепла и т.д. Процесс может стать неуправляемым, компаунд вскипит (вспенится), станет мутно-белым, совершенно непригодным к применению. Насколько сильно может разогреться эпоксидная композиция в результате экзотермического эффекта? Экспериментально установлено, что температура «упрощенного» компаунда KER-828/ТЭТА, замешанного при комнатной температуре в массе 0,5кг, через час достигает Т=270°С при максимальном экзотермическом выделении! Чтобы избежать пагубного воздействия экзотермического эффекта при изготовлении крупных изделий рекомендуется использовать составы с низкой скоростью отверждения и соответственно большой жизнеспособностью (ПЭО-10КЭ-20/0,ПЭО-210КЭ-20/0).

   7. Режим отверждения

  Он определяется двумя параметрами - временем и температурой отверждения. Если планируется работать только при комнатной температуре, то в принципе вам достаточно одного параметра - времени отверждения. С другой стороны, комнатная температура понятие довольно расплывчатое, это может быть и 16, и 25, и 30°С. Поскольку температура существенно влияет на вязкость, жизнеспособность и конечное время отверждения компаунда, нужно исходить из того, что режим отверждения компаунда, рекомендованный в инструкции по эксплуатации, служит ориентиром, а оптимальный режим устанавливается потребителем, исходя из конкретной задачи.

    В процессе отверждения эпоксидный компаунд проходит три стадии. Каждая из них по-своему важна. С первой – жидкофазной стадией – мы фактически познакомились, она практически совпадает по времени с жизнеспособностью. Далее следует стадия гелеобразования, на рис. 3 она занимает место в области перегиба кривых. Эпоксидная композиция становится более неработоспособной, возрастает липкость и, в конце концов, гелеобразная консистенция переходит в эластичное состояние ("резиновую фазу") - при нажатии ногтем на поверхности остается вмятина. Если требуется подзаливка эпоксидной смолой, то её рекомендуется производить именно в этот период, т.к. химические процессы ещё не закончились и в результате совместного отверждения сшивка будет лучше, а поверхность раздела - незаметной. В конце второй стадии эпоксидный компаунд ещё пластичен – самое время что-нибудь полепить или изогнуть изделие, придав желаемую форму. Третья стадия – доотверждения. Компаунд уже находится в твердом состоянии, вмятину ногтем уже не сделать. Численные значения времени отверждения компаундов при температуре 25°С приведены в табл. 1. Они соответствуют, как правило, степени завершенности реакции на уровне 76-80%. Образцы становятся прочными твердыми, похожими на стекло, их можно эксплуатировать без опаски, в том числе подвергать всем видам механической обработки. Окончательный процесс отверждения завершается через 7-10 суток (при повышенной температуре быстрее).

Теперь рассмотрим три важных эксплуатационных характеристики отвержденных компаундов: твердость, фото- и термостойкость.

ЛИТЕРАТУРА 

1. Samsonova E. Эпоксидная смола. Материалы // http://polymerclayfimo.livejournal.com/1229420.html

2. Sous la pluie. Изделия - бижутерия из Crystal resin и эпоксидной смолы // http://polymerclayfimo.livejournal.com/1653058.html

3. Семенихина И. Работа с эпоксидными компаундами ПЭО в бижутерии // http://www.lfpti.ru/lp_article_09.htm

4. Эпоксидная смола для бижутерии // http://pokasijudoma.ru/lepka-iz-plastiki/epoksidnaya-smola-dlya-bijuterii.html

5. Голинский И. Выбор смолы, транспортировка, хранение, смешивание// http://shop.art-gi.ru/index.php/moi-raboty/about-smola-m/52-es01

6. Агафонова Н. Ювелирная смола. Урок 1. Что такое ювелирная смола. Разновидности смолы // https://www.youtube.com/watch?v=KY6HGBKKhYQ

7. Титова Ю. МК эпоксидная смола и сухоцветы - создание прозрачных украшений без молдов // http://www.livemaster.ru/topic/515633-mk-epoksidnaya-smola-i-suhotsvety-sozdanie-prozrachnyh-ukrashenij-bez-moldov

8. Yl-Ka. Мастер-класс по работе с эпоксидной смолой (компаундом) // http://stranamasterov.ru/node/427491

9. НестандARTные уроки. Серги "Paisley" эпоксидная смола и перламутровые красители // https://vk.com/photo-43268093_326096857

10. Posta M. Браслет из эпоксидки в таблеточных формах // https://www.youtube.com/watch?v=nX--HGjiNKs

11. Видео мастер классы по применению ювелирных эпоксидных смол. Дайджест // http://www.lfpti.ru/lp_article3_05.htm

12. Эпоксидные смолы и полимерные материалы на их основе. Каталог. Черкассы. УкрНИИпластмасс. 1989.

13. Причины ошибок при работе с эпоксидными смолами // http://www.lfpti.ru/lp_article_02.htm

14. photonics110. О фотостойкости ПЭО-510КЭ-20/0 и др. эпоксидных компаундов // http://crystalresin.livejournal.com/149041.html

15. Рефераты статей и докладов сотрудников НИЛФП СПбГТИ(ТУ) по оптическим эпоксиполимерам // http://www.lfpti.ru/linkpress.htm

16. Рост откладывается. // Четвертая Международная конференция "Композиты и компаунды 2015" http://www.creonenergy.ru/news/post_relizy/detailPost.php?ID=115223

17. Ваш любимый компаунд? // http://poll.pollcode.com/qj9cz_result?v

18. Эпоксидные компаунды для герметизации оптоэлектронных приборов // http://www.lfpti.ru/comp.htm

19. Клеи и компаунды эпоксидные оптические широкого спектра применения // http://www.lfpti.ru/glue.htm

20. Реставрация музейных экспонатов с помощью оптических клей-компаундов ПЭО // http://www.lfpti.ru/lp_article_07.htm

21. Гейдур С.А. Ювелирные эпоксидные компаунды: свойства и особенности применения // Полимерные материалы. 2016. №4. С. 26-31. http://www.lfpti.ru/S.A.Geidur_Jewelry-epoxy-compounds-properties-and-features-of-application.pdf

22. Оптические эпоксидные компаунды для бижутерии (ювелирные смолы ПЭО) // http://www.lfpti.ru/lp_article_12.htm

23. Клеи оптические. ГОСТ 14887-80 // http://www.lfpti.ru/lp_article_03.htm

24. Эпоксидное волшебство бижутерии. Образцы продукции на основе ювелирных компаундов ПЭО // http://www.lfpti.ru/labsamples2.htm

25. Ювелирные эпоксидные смолы ПЭО от lfpti.ru // http://www.youtube.com/watch?v=88EjQx_bIqo

26. Ли X., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. М. Энергия. 1973.

27. Опасные химические компоненты в косметических средствах. // FEMIANA  http://femiana.ru/toksichnye-opasnye-dlya-zdorovya-veschestva-v-kosmetike

28. Инструкция по применению оптических эпоксидных клей-компаундов для бижутерии // http://www.lfpti.ru/instr_peo_20.0.doc

29. ЭКСПЕРТНОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ №78.01.09.025.П.345 от 14.02.2011 года по результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции – Клей-компаунд эпоксидный оптический марок ПЭО-10КЭ и ПЭО-510КЭ-20/0. // http://www.lfpti.ru/lp_article_08.htm

02.05.2016

Настоящим АВТОР дает Вам право копировать данную статью исключительно в некоммерческих целях. Информация не может быть использована в других целях, в том числе в печатных изданиях. Копируя  данную статью, Вы соглашаетесь, что сохраняете все авторские права и делаете прямую ссылку на источник www.lfpti.ru/lp_article_18.htm . За исключением вышеуказанного, все остальные действия будут истолкованы как косвенное, умышленное или любое другое присвоение авторских прав.

Recent Posts from This Journal