POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
1
Polymery a plasty v praxi
EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.
pospisil@gascontrolplast.cz
29716@mail.muni.cz

25. 4.  2016

POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
2
LEKCE
datum
téma
1
16.II.
Úvod do předmětu - Základy syntézy polymerů. Struktura a názvosloví polymerů
2
23.II.
Polyetylén a kopolymery etylénu
3
2.III.
Polypropylén a kopolymery propylénu
4
9.III.
Polyvinylchlorid, měkčené a neměkčené PVC
5
16.III.
Styrénové termoplasty
6
23.III.
Polyamidy
7
30.III.
Polyestery
8
6.IV.
VELIKONOCE
9
20.IV.
Fenolformaldehydové pryskyřice
10
20.IV.
Epoxidové pryskyřice,
11
27.IV.
Degradace polymerů – základní informace Polyuretany
12
4.V.
Silikony, Síťované elastomerní materiály
13
11.V.
KOLOKVIUM
25. 4.  2016

EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
3
•Lepidla
•Tmely
•Lamináty
•Lisovací hmoty
•Práškové barvy
•KAPALNÉ BARVY A LAKY
• ………….

EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – hlavní oblasti použití (USA, 1993)
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
4
použití epoxidových praskyřic v USA924.jpg

EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE – MATERIÁL MNOHA PODOB
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
6

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
7
Lepidla a tmely kniha 880.jpg

EPOXIDY – trochu chemie 1
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
9
DIAN + EPICHLORHYDRIN908.jpg
BISFENOL  A
TÍMTO POSTUPEN SE VYRÁBÍ CCA. 85 % EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC

EPOXIDY – trochu chemie 2/1
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
10
BISFENOL  A
EPICHLORHYDRIN
img339.jpg

EPOXIDY – trochu chemie 2/2
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
11
Bisphenol F epoxy resin
Bisphenol F may also undergo epoxidation in a similar fashion to bisphenol A. Compared to DGEBA,
bisphenol F epoxy resins have lower viscosity and a higher mean epoxy content per gramme, which
(once cured) gives them increased chemical resistance.
620px-Bisphenol_F_svg.png
Bis(4-hydroxyphenyl)methane
DGEBA
Bisphenol_A_diglycidyl_ether_200_svg.png

EPOXIDY – trochu chemie 3
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
12
•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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
13
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 1/1
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
14
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 – pár komerčních typů 1/2
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
15
CHS-EPOXY 324
Speciální bezftalátový epoxy systém k přípravě stěrkových hmot a tmelů
CHARAKTERISTIKA
• CHS-EPOXY 324 je nízkomolekulární epoxidová pryskyřice modifikovaná (změkčovadlem) zvláčňovadlem.
Neobsahuje ftaláty. Je určená pro zpracování při normální teplotě, tvrdí se polyaminickými
tvrdidly.
POUŽITÍ
• CHS-EPOXY 324 se používá k přípravě lepicích kompozic pro lepení kovů, skla, keramiky, porcelánu,
dřeva, eternitu, výrobků z očovinoformaldehydových pryskyřic a jiných materiálů, dále k přípravě
stěrkových hmot a tmelů ap.

EPOXIDY – pár komerčních typů 1/3
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
16
Tvrdidlo > P o m ě r
CHS-Tvrdidlo P11 (VYSOKÉ AMINOVÉ ČÍSLO, malý podíl tvrdidla) > 100: 7 Kratší doba zpracovatelnosti,
vysoká chemická odolnost ( ca 0,5 h)
TELALIT 0846 > 100:27 Nízkoteplotní vytvrzování, rychle vytvrzující
TELALIT 0492 > 100:16 Vysoká houževnatost, střední doba zpracovatelnosti (1-2 hodiny)
TELALIT 410 > 100:11 Krátká doba zpracovatelnosti (cca. 20 minut)
TELALIT 0563 > 100: 18 Vysoká houževnatost delší doba zpracovatelnosti (cca. 2 hodiny)
SPOLCHEMIE Ústí nad Labem má v sortimentu několik desítek epoxidů:
• lepidla,
• tmely,
• nátěrové hmoty,
• ………..

EPOXIDY – pár komerčních typů 2/1
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
17
EPOXIDOVÉ PRYSKYŘICE  se vyrábějí v tuzemsku již cca. 60 let!
Lepox Universal
• vysokoviskózní obě složky > menší chyby při míchání,
• nemá plnivo,
• nemá urychlovač vytvrzování > vytvrzování cca. 240 minut,
• má změkčovadlo ftalátové, jako se používá pro PVC (DOP)
Lepox METAL
• vysokoviskózní obě složky > menší chyby při míchání,
• má plnivo – kovový prášek,
• MÁ URYCHLOVAČ vytvrzování (směs kresolů) > zápach > vytvrzování cca. 60 minut,
• má změkčovadlo ftalátové, jako se používá pro PVC (DOP)

EPOXIDY – pár komerčních typů 2/2
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
18
DODAVATEL – LACHNER Neratovice
CENY
• LEPOX UNIVERSAL
• 45  g > 90 Kč
• 1500 g > 900 Kč
• LEPOX METAL
• 150  g > 180 Kč
• 3 kg > 1390 Kč

EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ (síťování)
•Polyadice přes epoxidové skupiny – nejrozšířenější postup, hlavně POLYAMINY & ANHYDRIDY
POLYKARBOXYLOVÝCH KYSELIN
•Polykondenzace přes – OH
•Polymerace epoxidových skupin
•
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
19

EPOXIDY – trochu chemie 5
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
20
•VYTVRZOVÁNÍ POLYAMINY
•Musejí mít alespoň TŘI AKTIVNÍ VODÍKY
•
Triethylenetetramine EPOXY HARDENER 909.jpg
Triethylenetetramin

EPOXIDY – trochu chemie 5/1
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
21
•VYTVRZOVÁNÍ POLYAMINY
•
img340.jpg

EPOXIDY – další aminová tvrdila
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
22
tvrdidla912.jpg
Vytvrzování probíhá za normální teploty, na rozdíl od např. fenoplastů

EPOXIDY – a máme vytvrzeno!
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
23
VernetzteEpoxidharze_svg.png

EPOXIDY –VÝPOČET tvrdila
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
24
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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
25
•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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
26
•Zalévací pryskyřice,
•Laminace,
•Impregnace elektrických vodičů (laky na dráty a plechy) •Práškové nátěrové hmoty (výšemolekulární
typy)
•

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
27
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
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
28
FiveMinEpoxy.jpg
Poměrem složek lze měnit vlastnosti lepeného spoje
• pevný, tvrdý,
• méně pevný, deformovatelný
• u nás lepidlo LEPOX

EPOXIDY – trochu chemie 7
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
29
•VYTVRZOVÁNÍ BF3
•
tvrdidla na bázi BF3916.jpg

EPOXIDY – VYTVRZOVÁNÍ BF3
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
30
•Rychlé vytvrzování i za nízkých teplot ( 0 – 10°C)
•Zalévání kabelových koncovek v terénu
•Vypalovací laky

EPOXYESTERY
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
31
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.
•
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
32

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
33
C:\Documents and Settings\Pospisil\Dokumenty\WINWORD\VUT FCH výuka 2008\JPG FCH 2008\Snímek 001.jpg

34
34
C:\Documents and Settings\Pospisil\Dokumenty\WINWORD\VUT FCH výuka 2008\JPG FCH 2008\Snímek 002.jpg
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
25. 4.  2016

PLASTIFIKACE EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
35
•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!

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
36
Monomery se změkčujícím účinkem
EPOXYESTERY REAKTIVNÍ KOMONOMERY 23 923.jpg

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
37
Reaktivní a nereaktivní ředidla
•Nereaktivní
•Xylén, směs  xylén – butanol
•Benzylalkohol, dicyklohexyléter
•Reaktivní
•Epoxidové pryskyřice s nižším polymeračním stupněm •Epoxyestery – styrén a jiné reaktivní
komonomery
•
•

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
38
Plniva pro epoxidy 1
•Proč plniva používáme?
•Snížení ceny
•Zlepšení vlastností
•Anorganická plniva – zvýšení tuhosti
•Skleněná tkanina nebo netkaná textilie
•UHLÍKOVÁ TKANINA NEBO NETKANÁ TEXTILIE
•Slída
•Polymerbetony a lité podlahy – neobsahuje (styrén) monomer, jako u nenasycených polyesterových
pryskyřic
•Organická plniva
•Mleté vulkanizáty – potlačení křehkosti

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
39
Plniva pro epoxidy 2
•Problémy s plnivy v epoxidech
•Sedimentace > nerovnoměrnost vlastností vertikálně
•Adheze plniva k epoxidu > malé zlepšení vlastností
•Řešení problémů
•Úprava viskozity > problémy s mícháním a rozlivem
•Úprava povrchu plniva > vyšší cena plniva
•Jedná se o velmi jemný speciálně upravovaný pryžový prach, jehož základem je kombinace přírodního
a syntetického kaučuku o velikosti mikro částic 0 – 400 µm (AGP4) a 400 – 800 µm (AGP8).
•
•

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
40
Plniva pro epoxidy 3
•Jedná se o velmi jemný speciálně upravovaný pryžový prach, jehož základem je kombinace přírodního
a syntetického kaučuku o velikosti mikro částic 0 – 400 µm (AGP4) a 400 – 800 µm (AGP8).
•
•
•
AGP%204%20PT_1kx.jpg EPDM%204_1kx.jpg

Plniva pro epoxidy 4
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
41
Analýza
Jednotka
Norma
Materiály
AGP 4 TT**)
AGP 8 TT
AGP 4 PT
AGP 8 PT
Kaučuk 1 (NR)
[%]
ASTM E 1131
35,82
37,83
24,51
24,32
Kaučuk 2 (BR/SBR)*)
[%]
ASTM E 1131
19,49
18,65
26,88
27,13
Saze
[%]
ASTM E 1131
28,90
28,82
28,09
28,20
Popelovina
[%]
ASTM D297-18
7,74
7,15
7,85
8,01
Acetonový extrakt
[%]
ASTM D297-18
8,05
7,55
12,67
12,34
*) rozlišení mezi BR a SBR závisí na typu pneumatik použitých pro výrobu AGP, a proto je tato fáze
uváděna jako BR/SBR.
**) TT označuje AGP vyrobený z nákladních pneumatik (Truck Tires), PT označuje AGP vyrobený z
osobních pneumatik (Personal Car Tires).
Tab. 1 - Složení aktivního gumového prachu AGP

VÝZTUŽ epoxidu – uhlíkové vlákno
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
42
IMG_0969.JPG
• Letadla
• Auta
• Kola
• Lyže
• ………

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
43
POUŽITÍ EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC JEŠTĚ JEDNOU
•Výrobce v tuzemsku
•SPOLCHEMI  Ústí nad Labem, Chs EPOXY
•Výrobci ve světě
•3M - ScotchCast
•Ciba Geigy - Araldit
•………
•

Výhody EPOXIDOVÝCH PRYSKYŘIC proti jiným lepidlům
25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
44
img418.jpg

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
45
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)

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
46
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)
–

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
47
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
•

25. 4.  2016
POLYMERY A PLASTY V PRAXI EPOXIDY_10 - 2016
48
Co si můžete udělat ve cvičeních z chemie polymerů C3806
•Úlohu s epoxidy,
•Úlohu s nenasycenými polyesterovými pryskyřicemi,
•Srovnat si časy gelace
•Vliv plniv,
•Poměry složek,
•…………