Epoxi gyantával

Epoxigyanta  - epoxicsoportokat tartalmazó oligomerek , amelyek keményítőszerek (poliaminok stb.) hatására térhálós polimereket képeznek . A leggyakoribb epoxigyanták az epiklórhidrin fenolokkal , leggyakrabban biszfenollal A - val képzett polikondenzációs termékei. A biszfenol A alapú gyantákat gyakran epoxi- diánnak nevezik A. P. Dianin orosz kémikus tiszteletére , aki először szerezte meg a biszfenol A-t [1] .

Tulajdonságok

Az epoxigyanták ellenállnak a halogéneknek , egyes savaknak (az erős savaknak, különösen az oxidáló savaknak gyenge az ellenállása), lúgoknak , erősen tapadnak fémekhez . Az epoxigyanta a márkától és a gyártótól függően átlátszó sárgás-narancssárga folyadéknak tűnik, amely mézhez hasonlít , vagy barna szilárd massza, amely kátrányra emlékeztet . A folyékony gyanta nagyon eltérő színű lehet - fehértől átlátszótól a borvörösig (epoxidált anilinhez).

A következő tulajdonságok tiszta, módosítatlan gyanták, töltőanyagok nélkül :

• rugalmassági modulus: ;
• szakítószilárdság: ;
• sűrűség: .

Toxicitás

Bár a megfelelően kikeményedett epoxit tekintik[ kitől? ] normál körülmények között teljesen ártalmatlan, felhasználása nagyon korlátozott, mivel ipari körülmények között kikeményítve a szolfrakció bizonyos mennyisége, oldható maradéka az epoxigyantában marad. Súlyos egészségkárosodást okozhat, ha oldószerrel lemosva a szervezetbe kerül. A meg nem kötött epoxigyanták meglehetősen mérgezőek, és az egészségre is károsak lehetnek. De a legkárosabb sok keményítő, köztük a legszélesebb körben használt szobahőmérsékleten történő keményedés - az amin.

Az epoxigyanták mutagén hatásúak, és egyes gyanták egyes komponensei rákkeltőnek bizonyultak [2] [3] . Bizonyos mértékig maga az epoxigyűrű is rendelkezhet ezekkel a tulajdonságokkal , mivel képes kötődni a DNS -hez [4] . Egyes gyanták bizonyos embereknél allergiát okoznak. Az epoxigyanták leggyakrabban megfigyelt káros hatása a test bőrének irritációja [5] . Ezek a foglalkozási eredetű allergiás kontakt dermatitisz fő okai közé tartoznak [6] . Az epoxigyanták keményítőjeként leggyakrabban aminokat használnak , amelyek szintén mérgezőek és irritáló hatásúak [5] [3] [7] . Az epoxi anyagokkal való munkavégzéshez vízhatlan kesztyűre van szükség (ezt cserélni kell, ha gyantával szennyeződik, mivel sok alkatrészük áthatol a vékony műanyagon), légzőkészüléket és jó szellőzést. A kevésbé viszkózus gyanták toxicitása általában magasabb, mint a viszkózusabbaké [2] [4] [7] .

Módosítás

Az epoxigyanták módosíthatók. Különbséget kell tenni a kémiai és a fizikai módosítás között.

Az első a polimer hálózat szerkezetének megváltoztatása az összetételébe beépített vegyületek hozzáadásával. Például laproxidok (glicidilcsoportokat tartalmazó alkoholok poliéterei, például glicerin-anhidrid) hozzáadása a funkcionalitástól és molekulatömegtől függően a kikeményedett gyanta rugalmasságát növeli az internodális fragmentum molekulatömegének növelésével, de csökkenti annak értékét. vízállóság. A szerves halogén- és foszforvegyületek hozzáadásával a gyanta éghetetlenebbé válik. A fenol-formaldehid gyanták hozzáadása lehetővé teszi az epoxigyanta közvetlen melegítéssel történő kikeményítését keményítő nélkül, nagyobb merevséget ad, javítja a súrlódásgátló tulajdonságokat, de csökkenti az ütési szilárdságot [8] .

A fizikai módosítást olyan anyagok hozzáadásával érik el, amelyek kémiailag nem kötődnek a kötőanyaghoz. Például gumi hozzáadása növelheti a kikeményedett gyanta szívósságát. A kolloid titán-dioxid hozzáadása növeli a törésmutatóját, és átlátszatlanná teszi az ultraibolya sugárzással szemben. .

Getting

Az epoxigyantát először Kastan svájci vegyész szerezte be 1936 -ban [1] .

Az epoxigyantát epiklórhidrinnek különféle szerves vegyületekkel való polikondenzációjával állítják elő: a fenoltól az étkezési olajokig , például a szójababig . . Ezt a folyamatot epoxidációnak nevezik.

A telítetlen vegyületek katalitikus oxidációjával értékes minőségű epoxigyanták nyerhetők. Így például cikloalifás gyantákat állítanak elő, amelyek értékesek, mivel egyáltalán nem tartalmaznak hidroxilcsoportokat, ezért nagyon vízállóak, nyomkövetés- és ívállóak .

A gyanta gyakorlati alkalmazásához keményítő szükséges. A keményítő lehet többfunkciós amin vagy anhidrid, néha sav. Használnak térhálósító katalizátorokat is – Lewis-savakat és tercier aminokat, amelyeket általában komplexképző szer , például piridin blokkol. Keményítővel való keverés után az epoxigyanta kikeményíthető - szilárd, olvadatlan és oldhatatlan állapotba vihető át. Ha polietilén - poliamin (PEPA), akkor a gyanta szobahőmérsékleten egy nap alatt megkeményedik. Az anhidrid keményítők 10 órát igényelnek, és 180 °C-ra kell melegíteni egy termikus kamrában (és ez nem történik meg a 150 °C-ról történő kaszkádfűtéssel).

Alkalmazás

Az epoxigyantákat különféle típusú ragasztók , műanyagok , elektromos szigetelő lakkok , textolit ( üveg- és szénszál-erősítésű műanyagok ), öntőanyagok és plasztocementek előállítására használják [1] .

Az epoxigyanták alapján különféle iparágakban használt anyagokat állítanak elő. A szénszál és az epoxi szénszálat alkot ( különféle területeken szerkezeti anyagként használják: a repülőgépgyártástól (lásd Boeing 777 ) az autógyártásig ). Epoxigyanta kompozitot használnak a föld-űr rakéták rögzítőcsavarjaihoz .kevlárszálas epoxigyanta  testpáncél készítésére alkalmas anyag.

Az epoxigyantákat gyakran epoxi ragasztóként vagy impregnáló anyagként használják - üvegszállal együtt különféle tokok gyártásához és javításához vagy a helyiségek vízszigeteléséhez, valamint a legolcsóbb módja annak, hogy üvegszálas terméket készítsenek a mindennapi életben , mindkettő azonnal készen áll. fröccsöntéssel, valamint további vágási és köszörülési lehetőséggel.

Üvegszálból epoxigyantával nagyon erős ütéseknek ellenálló csónaktörzseket, autók és egyéb járművek különféle alkatrészeit készítik.

Töltőanyagként ( tömítőanyagként ) különféle táblákhoz , készülékekhez és eszközökhöz.

Az epoxigyanták a transzmissziós elektronmikroszkópos öntőközegek fő osztályát képezik : jól megtartják a tárgyak ultrastruktúráját , könnyen vághatók , alacsony a zsugorodásuk, és meglehetősen stabilak az elektronsugár alatt. Másrészt nem mindig impregnálják jól a szöveteket, és meglehetősen mérgezőek [2] .

Az építőiparban epoxigyantákat is használnak.

Epoxigyantákból sokféle cikk készül (például szájrészek ), különféle ajándéktárgyak és ékszerek.

Az epoxigyantákat háztartási ragasztóként használják . Az epoxi használata meglehetősen egyszerű. Az epoxi keményítővel való összekeverése általában nagyon kis mennyiségben (több gramm) történik, így a keverés szobahőmérsékleten történik és nem okoz gondot, a gyanta/keményítő pontos aránya keveréskor az epoxi vagy keményítő gyártójától függ, csak azokat az arányokat kell használni, amelyeket a gyártó javasol, mivel ettől függ a kikeményedési idő és a kapott termék fizikai tulajdonságai – a kívánt aránytól való eltérés általában a kikeményedési idő megváltozásához vezet. az anyag végső tulajdonságainak megváltozása - kisebb mennyiségű keményítővel a kikeményedési idő addig növekszik, amíg lehetetlenné válik a szilárd anyag teljes kinyerése, nagyobb mennyiségű keményítő esetén - a keverék felmelegítése habzásig és hirtelen térhálósodásig nagyon törékeny anyag.

A következő keményítőket használják: hideg trietilén-tetramin (TETA) ( eng.  Triethylenetetramine ) , polietilén-poliamin (PEPA) ( polietilén -imin ), polisebacin-anhidrid és melegen keményedő maleinsavanhidrid (DETA) keményítői [9] [10] .  

A gyanta és a keményítő leggyakoribb aránya 1:0,4 és 1:0,1 között van, de létezik 1:1, 1:0,5 és még 1:0,05 is. A gyártók speciális készülék használatát javasolják nagy mennyiségű gyanta keverésekor, vagy több lépésben történő keverés és öntés során. Az epoxigyanta jellemzőitől függően nagy mennyiségű keményítővel kombinálva a gyanta felforrását, túlzott mennyiségű buborék megjelenését idézheti elő [11] . Ez a tulajdonság az amin keményítőkkel kikeményített epoxigyantákban rejlik, és erősen függ a térhálósított gyanta térfogatának és felületének arányától is, például 1 liter gyanta és keményítő keverék egy 10 × 10 méretű tartályban. × 10 cm nagyon felforrósodik és felforr, de ugyanennyi gyanta 10 négyzetméteres felületre felhordva normál 24 óra alatt kikeményedik észrevehető felmelegedés nélkül.

Poliepoxi és epoxigyanták vegyi ellenállása

Az alábbi táblázat a poliepoxi és epoxigyanták kémiai ellenállását írja le számos közeggel szemben.

Lásd még

• Epoxidok

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 Dmitrij Sztarokadomszkij. Az epoxi hosszú kora  // Tudomány és élet . - 2018. - 1. sz . - S. 66-69 . (Orosz)
2. ↑ 1 2 3 Mollenhauer HH (1993). „Dehidratáció és epoxibeágyazás által okozott műtermékek transzmissziós elektronmikroszkópiában”. Mikroszkópos kutatás és technika . 26 (6): 496-512. DOI : 10.1002/jemt.1070260604 . PMID  8305727 .
3. ↑ 1 2 Glauert AM, Lewis PR Beágyazás epoxigyantákba // Biological Specimen Preparation for Transmission Electron Microscopy. - Princeton University Press, 1999. - P. 1173-1202. — ISBN 9781400865024 . doi : 10.1515 / 9781400865024.175 .
4. ↑ 1 2 Ringo DL, Brennan EF, Cota-Robles EH (1982). „Az epoxigyanták mutagén hatásúak: következmények az elektronmikroszkóposok számára”. Journal of Ultrastructure Research . 80 (3): 280–287. DOI : 10.1016/s0022-5320(82)80041-5 . PMID  6752439 .
5. ↑ 1 2 Borgstedt HH, Hine CH Toxicitás, veszélyek és biztonságos kezelés // Epoxigyanták: Kémia és technológia / szerk. írta: C. A. May. - 2. - 1988. - P. 1173-1202. — ISBN 9781351449953 . - doi : 10.1201/9780203756713-15 .
6. ↑ Henriks-Eckerman M.-L., Mäkelä EA, Suuronen K. (2015). „Az epoxigyanta és a diamin keményítők védőkesztyűn és ruházati anyagokon keresztüli áthatolásának tesztelése” (PDF) . Annals of Occupational Hygiene . 59 (8): 1034-1043. doi : 10.1093/annhyg/ mev040 . PMID26130079 _ _ 
7. ↑ 1 2 Műszaki Információs Közlemény (TIB): Az epoxigyanta-rendszerek biztonságos kezelése . Wolverine Coatings Corp. (határozatlan)
8. ↑ 1 2 A. F. Nikolaev, V. K. Kryzhanovsky, V. V. Burlov et al. Technológia polimer anyagok / Szerk. V. K. Kryzhanovsky. - Szentpétervár. : Szakma, 2008. - 544 p.
9. ↑ Keményítők epoxigyantákhoz
10. ↑ Modern epoxigyanta keményítők
11. ↑ Epoxigyanta
12. ↑ Khozin V.G. Epoxi polimerek megerősítése. - Kazan: PIK "House of Printing", 2004. - 446 p.

Irodalom

• Útmutató a „Nagy molekulájú vegyületek” kurzushoz. Tankönyv / összeállította: Sobanov A. A., Kuramshin A. I., Burnaeva L. M. et al. - Kazan: Publishing House of KazGU, 2000. - S. 26-27. — 42 s.

Linkek

• Elektronikus lexikon az epoxi anyagokról

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online) Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4070891-3 J9U : 987007552903805171 LCCN : sh85044477 NDL : 00562029 NKC : ph451660