EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 1 Polymery a plasty v praxi EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@polymer.cz pospisil@gascontrolplast.cz 29716@mail.muni.cz 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 2 ČASOVÝ PLÁN LEKCE datum téma 1 18.II Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů 2 25.II Polyetylén a kopolymery etylénu 3 4.III Polypropylén a kopolymery propylénu 4 11.III Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC 5 18.III ODPADLO PRO NEMOC 6 25.III Styrénové termoplasty 7 1.IV VOLNO PONDĚLÍ VELIKONOČNÍ (přednáška bude jen vložena elektronicky) Polyestery 8 8.IV Polyamidy 9 15.IV POLYESTERY & POLYESTEROVÉ PRYSKYŘICE 10 22.IV Fenolformaldehydové pryskyřice 11 29.IV EPOXIDY 12 6.V. PŘEDNÁŠKA NEBUDE – Polyuretany POŠLU 13 13.V. Kolokvium & Silikony (přednáška bude jen vložena elektronicky) 14 20. V. Exkurze na POLYMER INSITUTE BRNO nebo přednáška (pokud se přihlásí alespoň 5 lidí) 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 3 •Lepidla •Tmely •Lamináty •Lisovací hmoty •Práškové barvy •KAPALNÉ BARVY A LAKY • …………. EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití (USA, 1993) 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 4 použití epoxidových praskyřic v USA924.jpg EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – MATERIÁL MNOHA PODOB 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 5 •NÍZKOVISKÓZNÍ NÁTĚROVÉ HMOTY, •STŘEDNĚ VISKÓZNÍ LEPIDLA A TMELY, •PEVNÉ PRÁŠKOVÉ NÁTĚROVÉ HMOTY •………. EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE versus OSTATNÍ TERMOSETY •EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE •VYSOKÁ CENA •VÝBORNÉ VLASTNOSTI OBECNĚ •KVANTITATIVNĚ VYROBA NEJNIŽŠÍ •OSTATNÍ TERMOSETY •NIŽŠÍ AŽ NÍZKÁ CENA •VLASTNOSTI HORŠÍ NEŽ EPOXYDOVÉ PRYSKYŘICE OBECNĚ •KVANTITATIVNĚ VYROBA OBECNĚ VYŠŠÍ 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 6 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 7 Lepidla a tmely kniha 880.jpg EPOXIDY – trochu chemie 1 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 8 OXIRANOVÁ SKUPINA907.jpg EPOXIDOVÁ (OXIRANOVÁ) SKUPINA Epoxidové pryskyřice je možno rozdělit na dvě skupiny: • OBSAHUJÍCÍ GLYCIDILOVÉ SKUPINY vzniklé reakcí EPICHLORHYDRINU + DIFUNKČNÍ SLOUČENINY (bisfenoly, aromatické aminy, dikarboxylové skupiny, alifatické dioly atd.) • OBSAHUJÍCÍ EPOXIDOVÉ SKUPINY vzniklé EPOXIDACÍ NENASYCENÝCH SLOUČENIN EPOXIDY – trochu chemie 2 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 9 DIAN + EPICHLORHYDRIN908.jpg BISFENOL A TÍMTO POSTUPEN SE VYRÁBÍ CCA. 85 % EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC EPOXIDY – trochu chemie 3 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 10 •Co s tou H2O a NaCl? •Produkt se zředí toluenem, •NaCl se vysráží a odfiltruje, •Oddestiluje se voda, toluen a nezreagovaný epichlorhydrin •Regulace molekulové hmotnosti •Poměrem epichlorhydrin/dian • • EPOXIDY – trochu chemie 4 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 11 epoxid - předpolymer910.jpg Molekulová hmotnost: x*102 – y*103 EPOXIDOVÉ ČÍSLO: MOLY EPOXIDU/kg pryskyřice EPOXIDOVOVÝ EKVIVALENT: g pryskyřice OBSAHUJÍCÍ JEDEN MOL EPOXIDU EPOXIDY – pár komerčních typů 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 12 charakteristika komerčních epoxidů911.jpg EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE se vyrábějí v tuzemsku již cca. 60 let! METODA KROUŽEK – KULIČKA (ČSN EN 1427): PRYSKYŘICE SE VYTVRDÍ V KROUŽKU DANÉ VÝŠKY A DO NÍ SE PAK VLOŽÍ KULIČKA NORMOVANÉHO PRŮMĚRU ZA ZVYŠUJÍCÍ SE TEPLOTY (5 °C/min). Odečte se teploty při průhybu 25 mm. Použití hlavně u asfaltů. EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ (síťování) •Polyadice přes epoxidové skupiny – nejrozšířenější postup, hlavně POLYAMINY & ANHYDRIDY POLYKARBOXYLOVÝCH KYSELIN •Polykondenzace přes – OH •Polymerace epoxidových skupin • 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 13 EPOXIDY – trochu chemie 5 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 14 •VYTVRZOVÁNÍ POLYAMINY •Musejí mít alespoň TŘI AKTIVNÍ VODÍKY • Triethylenetetramine EPOXY HARDENER 909.jpg Triethylenetetramin EPOXIDY – další aminová tvrdila 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 15 tvrdidla912.jpg Vytvrzování probíhá za normální teploty, na rozdíl od např. fenoplastů EPOXIDY –VÝPOČET tvrdila 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 16 tvrdidla VÝPOČET913.jpg Lepidla Tmely Nátěrové hmoty Lité podlahy Plastbeton Existuje mnoho dalších variant tvrdidel na bázi aktivních vodíků na dusíku, např. oligomerní adukty s nízkomolekulární epoxidovou pryskyřicí > LEPOX Urychlování přídavkem FENOLU, ale příšerně a donekonečna z toho smrdí FENOL! EPOXIDY – trochu chemie 6 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 17 •VYTVRZOVÁNÍ ANHYDRIDY • tvrdidla anhydridová II fáze915.jpg tvrdidla anhydridová II fáze914.jpg Kysele katalyzovaná reakce epoxidových skupin za vzniku etherových vazeb (-CH2-O-CH2-) EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ ANHYDRIDY 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 18 •Zalévací pryskyřice, •Laminace, •Impregnace elektrických vodičů (laky na dráty a plechy) •Práškové nátěrové hmoty (výšemolekulární typy) • 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 19 Hybridcircuit EPOXCY CASTED.jpg Citizen_se-733_int_1ac EPOXY CASTED.jpg ZALITO EPOXIDOVOU PRYSKYŘICÍ Laminát pro plošné spoje JEDNA Z APLIKAČNÍCH FOREM EPOXIDOVÉHO LEPIDLA 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 20 FiveMinEpoxy.jpg Poměrem složek lze měnit vlastnosti lepeného spoje • pevný, tvrdý, • méně pevný, deformovatelný • u nás lepidlo LEPOX EPOXIDY – trochu chemie 7 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 21 •VYTVRZOVÁNÍ BF3 • tvrdidla na bázi BF3916.jpg EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ BF3 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 22 •Rychlé vytvrzování i za nízkých teplot ( 0 – 10°C) •Zalévání kabelových koncovek v terénu •Vypalovací laky EPOXYESTERY 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 23 EPOXYESTERY i917.jpg EPOXYESTERY REAKTIVNÍ KOMONOMERY922.jpg Kyseliny z lněného, sojového oleje > lakařské pryskyřice > + kobaltové sušidlo > autooxidace > zasychání Polymerace s REAKTIVNÍMI KOMONOMERY > Laky a dentální pryskyřice tvrditelné UV zářením EPOXYESTERY •Použití kyseliny akrylové a metakrylové > zředění styrénem (60 – 70 % epoxidové pryskyřice) > vytvrzení redox systémy •Vysoká chemická odolnost > rotory větrných elektráren v moři, cisterny, potrubí atd. • 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 24 23. 4. 2012 Navrhování výrobků z plastů PŘÍKLAD 3 - 2012 25 C:\Documents and Settings\Pospisil\Dokumenty\WINWORD\VUT FCH výuka 2008\JPG FCH 2008\Snímek 001.jpg 28.4.2008 Navrhování výrobků z plastů XIII 26 23. 4. 2012 26 Navrhování výrobků z plastů PŘÍKLAD 3 - 2012 C:\Documents and Settings\Pospisil\Dokumenty\WINWORD\VUT FCH výuka 2008\JPG FCH 2008\Snímek 002.jpg PLASTIFIKACE EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 27 •DŮVOD: ODOLÁVAT ZMĚNÁM TEPLOT BEZ VZNIKU PRASKLIN •Jak na to? –Monomery se změkčujícím účinkem –Tvrdidla se změkčujícím účinkem – dlouhý alifatický řetězec –Změkčovadla (dibutylftalát, dioktylftalát – změkčovadla známá z použití pro PVC! 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 28 Monomery se změkčujícím účinkem EPOXYESTERY REAKTIVNÍ KOMONOMERY 23 923.jpg 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 29 Reaktivní a nereaktivní ředidla •Nereaktivní •Xylén, směs xylén – butanol •Benzylalkohol, dicyklohexyléter •Reaktivní •Epoxidové pryskyřice s nižším polymeračním stupněm •Epoxyestery – styrén a jiné reaktivní komonomery • • 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 30 POUŽITÍ EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC JEŠTĚ JEDNOU •Výrobce v tuzemsku •SPOLCHEMI Ústí nad Labem, Chs EPOXY •Výrobci ve světě •3M - ScotchCast •Ciba Geigy - Araldit •……… • 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 31 KONZERVÁTOR & RESTAURÁTOR A EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE •Hlavně lepidla na sklo, keramiku, kovy dřevo atd. •Vytvrzování bez vzniku těkavých složek •Malé smrštění •Lze plnit a barvit •Možnost různých rychlostí vytvrzování •Tixitropní vlastnosti použitím např.FUMED SILICA (Sylobloc 44, Sylobloc 45 – Grace Davidson) 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 32 KONZERVÁTOR & RESTAURÁTOR A EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 1 •Hlavně lepidla na sklo, keramiku, kovy dřevo atd. –LEPOX RAPID – katalýzy fenolem, ale do nekonečna smrdí fenol –LEPOX METAL– PLNĚNO KOVOVÝM PRÁŠKEM, PRO OPRAVY KOVOVÝCH ČÁSTÍ •Doplňování chybějících částí objektů z kovů, dřeva, kamenné objekty – vždy plněno vhodnou hmotou (kovový prášek, dřevitá moučka, podrcený kámen) – 29. 4. 2013 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 11 2013 33 KONZERVÁTOR & RESTAURÁTOR A EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE 2 •Konsolidant pro poškozené porézní předměty – roztok nebo nízkoviskózní pryskyřice •Kopie ve formě odlitků (plněné) •Po plnění kovem lze galvanicky pokovovát •