POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 1 Polymery a plasty v praxi EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. pospisil@polymer.cz pospisil@gascontrolplast.cz 29716@mail.muni.cz 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 2 LEKCE datum téma 1 17.II. Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů 2 24.II. Polyetylén a kopolymery etylénu 3 3.III. Polypropylén a kopolymery propylénu 4 10.III. Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC 5 17.III. Styrénové termoplasty 6 24.III. Polyamidy 7 31.III. Polyestery 8 14.IV. Polyuretany 9 14.IV. Fenolformaldehydové pryskyřice 10 28.IV. Epoxidové pryskyřice 11 28.IV. Silikony, Síťované elastomerní materiály 12 5.V. Degradace polymerů – základní informace 13 13.V. KOLOKVIUM 28. 4. 2014 EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 3 •Lepidla •Tmely •Lamináty •Lisovací hmoty •Práškové barvy •KAPALNÉ BARVY A LAKY • …………. EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití (USA, 1993) 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 4 použití epoxidových praskyřic v USA924.jpg EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – MATERIÁL MNOHA PODOB 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 6 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 7 Lepidla a tmely kniha 880.jpg EPOXIDY – trochu chemie 1 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 9 DIAN + EPICHLORHYDRIN908.jpg BISFENOL A TÍMTO POSTUPEN SE VYRÁBÍ CCA. 85 % EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC EPOXIDY – trochu chemie 3 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 • 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 13 EPOXIDY – trochu chemie 5 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 14 •VYTVRZOVÁNÍ POLYAMINY •Musejí mít alespoň TŘI AKTIVNÍ VODÍKY • Triethylenetetramine EPOXY HARDENER 909.jpg Triethylenetetramin EPOXIDY – další aminová tvrdila 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 15 tvrdidla912.jpg Vytvrzování probíhá za normální teploty, na rozdíl od např. fenoplastů EPOXIDY –VÝPOČET tvrdila 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 18 •Zalévací pryskyřice, •Laminace, •Impregnace elektrických vodičů (laky na dráty a plechy) •Práškové nátěrové hmoty (výšemolekulární typy) • 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 20 FiveMinEpoxy.jpg Poměrem složek lze měnit vlastnosti lepeného spoje • pevný, tvrdý, • méně pevný, deformovatelný • u nás lepidlo LEPOX EPOXIDY – trochu chemie 7 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 21 •VYTVRZOVÁNÍ BF3 • tvrdidla na bázi BF3916.jpg EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ BF3 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 22 •Rychlé vytvrzování i za nízkých teplot ( 0 – 10°C) •Zalévání kabelových koncovek v terénu •Vypalovací laky EPOXYESTERY 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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. • 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 24 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 28. 4. 2014 26 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 C:\Documents and Settings\Pospisil\Dokumenty\WINWORD\VUT FCH výuka 2008\JPG FCH 2008\Snímek 002.jpg PLASTIFIKACE EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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! 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 28 Monomery se změkčujícím účinkem EPOXYESTERY REAKTIVNÍ KOMONOMERY 23 923.jpg 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 • • 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 30 POUŽITÍ EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC JEŠTĚ JEDNOU •Výrobce v tuzemsku •SPOLCHEMI Ústí nad Labem, Chs EPOXY •Výrobci ve světě •3M - ScotchCast •Ciba Geigy - Araldit •……… • 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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) 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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) – 28. 4. 2014 POLYMERY A PLASTY V PRAXI POLYURETANY_10 - 2014 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 •