Реферати українською » Химия » Технологія виробництва епоксидних смол


Реферат Технологія виробництва епоксидних смол

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Міністерство освіти і науки РФ

Державне загальноосвітній установа

Вищої професійної освіти

Володимирський державний університет імені О.Г. іН.Г.Столетових

Кафедра полімерних матеріалів

Технологія виробництваепоксидних смол

Володимир, 2011


Зміст

>епоксидний смола пінопласт компаунд

Запровадження

1.Эпоксидние смоли

1.1 Технологічний процес виготовленняепоксидной смоли

1.2Отверждениеепоксидних смол

1.3 Взаємодіяепоксидних смол з різнимиотвердителями

1.4 Маркиепоксидних смол

2. Області застосування

2.1Эпоксидниекомпаунди

2.1.1Эпоксидние формувальнікомпаунди

2.1.2Эпоксидние смоли для інструменту та пристосувань

2.1.2.1 Форми зепоксидних смол для заливальних і формувальнихкомпаундов

2.1.2.2Эпоксидние смоли для матриць

2.1.2.3 Системи зепоксидних смол для штампування металу.

2.1.3Литье, заливання, капсулювання, герметизація.

2.1.4Стеклопластики з урахуваннямепоксидних смол

2.1.5Клеи з урахуваннямепоксидних смол

2.1.6 Маркиепоксидних композицій

2.2Пенопласти зепоксидних смол

2.1 Хімічніпенопласти

2.2Синтактическиепенопласти

2.3Покритияепоксидними порошками

3. Технологія герметизаціїпогружного насосаепоксиднимкомпаундом

3.1 Характеристика сировини

3.2 Опис принципу роботи лінії

3.3 Вибір устаткування

Укладання

Список використаної літератури

Додаток

Технологічна схема лінії герметизаціїепоксиднимкомпаундом


Запровадження

 

Виробництвоепоксидних смол почалося з досліджень які у навіть Європі напередодні Другої світової війни. Перші смоли — продукти реакціїепихлоргидрина збисфенолом А — були отримані промислових масштабах в 1947 р. За 10 років рівень їхнього виробництва становило понад 13,6 тис. т., у наступні років рівень виробництв їх зріс у 3 разу. Наприкінці 1950-х років отримано новіепоксидние смоли, які віддиглицидилового ефіру; наприкінці 1960 р. промисловістю освоєно виробництво щонайменше 25 типів смол. Аналізуючи цей етап термін «>епоксидная смола» стає спільним і нині застосовується до великого сімейству матеріалів.

>Эпоксидние смоли ставляться до класутермореактивних пластиків і подібні з цими матеріалами як феноли іполиефири. Ряд цінних властивостейепоксидних смол призвів до їх широкому застосуванню у промисловості.Эпоксидние смоли універсальні внаслідок своєї незначною усадки, легкостіотверждения, хорошоюхимостойкости та Ющенка надзвичайно високої міцності клейового сполуки.


1.Эпоксидние смоли

>Эпоксидная смола —олигомери, містятьепоксидние групи та найздібніші під впливомотвердителей (>полиаминов та інших.) утворювати зшиті полімери. Найбільше практичне та широке застосування отриманняепоксидних смол знайшлидифенилолпропан (>диан чибнсфенол А) іепихлоргидрин. Реакція отриманняепоксидной смоли протікає за схемою, зображеною на рис. 1.

>Рис

Реакція відбувається у лужної середовищі у присутності розчинуNаОН. Нижче наводяться приблизна рецептура й технологія виготовленняепоксидной смоли.

Склад:

>Дифенилолпропан — 100 масових частин (1,0 міль)

>Эпихлоргидрин — 93 масових частин (2,3 моля)

>Едкий натр (>10-процентнин розчин) — 35 масових частин (2,0 моля)

>Дифенилолпропан є тверді кристали, температура плавлення 154-156 °З, зміст вільного фенолу трохи більше 0,1%, вологи трохи більше 1%.Эпихлоргидрин — прозору безбарвну рідину, температура кипіння 116-118 °З, щільність 1,15-1,16, температура спалахи 40,5 °З, зміст основного речовини 98-99%.


1.1 Технологічний процес виготовленняепоксидной смоли

У реактор із нержавіючої сталі з пароводяної сорочкою імешалкой завантажуютьепихлоргидрин і нагрівають до приблизно 40-50 °З. При працюючій мішалці поступово вводятьдифенилолпропан. Після розчиненнядифенилол пропану й отримання однорідної розчину тонкої струменем змерника додають розчин їдкого натра і за 60-70 °З проводять процес конденсації, що триває1,5-2ч. Увесь цей час міксер повинна працювати. Після цього виключають обігрів апарату, завантажують воду, продовжуючи перемішування. Після припинення перемішування що виникла смолі дають відстоятися. Поділ верств відбувається швидше при 40-50 °З.Отстоявшийся водний шар (згори) відокремлюють, а що залишилася смолу промивають теплою водою при 40-50 °З. Кількість води визначається за обсягом (зазвичай двох-, триразове).Промивка (перемішування, відстоювання з наступним відділенням водного шару) триває до видалення кухонної солі, що виникла при реакції.Промивка контролюється пробою (промивних вод) на присутність хлору і луги.

Сушіння смоли виробляється у тому самому апараті. І тому смолу нагрівають до приблизно 40-50 °З, підключають холодильник по прямий схемою (з вакуумом) і сушать до припинення конденсації води не в холодильнику івспенивания смоли.Сушку смоли справляють і безвакуума—при атмосферному тиску і температурі близько120°С. Сушіння смоли триває до отримання прозорою проби смоли при 20-25 °З.Готовая смола зливається в алюмінієву тару.

Залежно від молярного співвідношення вихідних компонентів кінцеві продукти може бути рідкими, грузлими і твердими.

У зв'язку з тим, що промивання рідкої (>низкомолекулярной) смоли виробляти значна полегкість, ніж в'язкому (>високомолекулярной), спочатку отримують низькомолекулярні смоли, які потім сплавляють із необхідним із розрахунку кількістюдифенилол пропану і навіть отримують необхідні високомолекулярні смоли.

>Эпоксидние смоли є рідкі, грузлі чи тверді прозорітермопластичние продукти від світлого до темно- коричневого кольору. Вони легко розчиняються в ароматичних розчинниках, складних ефірах, ацетоні, але з утворюють плівок, бо твердіють в тонкому шарі (плівка залишаєтьсятермопластичной).

>Эпоксидние смоли за своєю будовою є простимиполиефирами, мають по кінцівепоксигруппи, що є дужереакциононеспособними (рис. 2).

При дії наепоксидние смоли сполук, містять рухливий атом водню, вони можуть закаліть із заснуванням тривимірнихнеплавких і нерозчинних продуктів, які мають високимифизико-техническими властивостями. Отже,термореактивними не є саміепоксидние смоли, які суміші зотвердителями і каталізаторами.

Якотвердителей дляепоксидних смол застосовуються різні речовини:диамини (>гексаметилендиамин,метафенилендиамин,полиетиленполиамин), карбонові кислоти чи йогоангидриди (>малеиновий, фталевий).

>Эпоксидние смоли в суміші з вищевказанимиотвердителями утворюютьтермореактивние композиції, які мають цінними властивостями:

• високоїадгезией до матеріалу, де вони тверднуть;

• високими діелектричними властивостями;

• високої механічної міцністю;

• хорошоюхимостойкостью іводостойкостью;

• приотвердевании не виділяють летючих продуктів і вирізняються малоїусадкой (2-2,5%).

Високі фізико-технічні властивостіепоксидних смол, що різнять їх від багатьох інших смол, визначаються будовою їх молекули, а переважно — наявністюепокси групи.

Змістепоксигрупп в смолі є одним із найважливіших характеристикепоксидних смол, яка кількістьотвердителя, який буде необхіднийотверждения смоли. Змістепоксидних груп у смолі може бути висловлене:

1. Кількістюепоксидних груп у масових відсотках. Заепоксидную групу приймають еквівалентну масу групи, рівну 43 (рис. 3).

2.Эпоксидним числом, рівним числуграмм-еквивалентовепоксидних груп у 100 р смоли.

3.Эпоксидним еквівалентом, рівним масі смоли в грамах, що містить 1грамм-еквивалентепоксидних груп.

Метод визначенняепоксидних груп грунтується на взаємодіїепоксигрупп з соляної кислотою й утвореннямхлоргидрина за схемою (рис.4)


Крім змістуепоксидних груп у готових смолах визначають:

1) зміст летючих при 110 °З;

2) зміст хлору;

3) температуру розм'якання чикаплепадения (для твердих смол типуЭД-);

4) в'язкість (для рідких смол типуЭД-5 іЭД-6);

5) розчинність в ацетоні.

 

1.2Отверждениеепоксидних смол

Дляотвержденияепоксидних смол застосовуються поєднання двох типів:

1) Кисліотвердители, до яких належать різнідикарбоновие кислоти чи йогоангидриди (>малеиновий ангідрид, фталевий ангідрид,метилтетрагидрофталевий ангідрид,ендикангидрид,додеценилянтарний ангідрид). Дляотвержденияепоксидних смол цимиотвердителями потрібно підвищена температура100-200°С, а тому цей видотвердителей називаєтьсяотвердителями гарячогоотверждения.

2)Аминниеотвердители, до яких належать різні аміни (>полиетиленполиамин,гексаметилендиамин,метафенилендиамин).Отверждение амінами (крім деяких, як, наприклад,триетаноламин,дициандиа-мид) відбувається за нормальної температурі чи невеличкому нагріванні (70-80 °З). Тому цю групу називаєтьсяотвердителями холодногоотверждения.

Найвищі фізико-технічні властивості композиції виходять при гарячомуотверждении. Властивостіотвердителей наведені у таблиці 1.

>Отвердителиепоксидних смол


Таблиця 1.

>Отвердитель Структурна формула Зовнішній вид Молекулярна маса Щільність Температура плавлення Область застосування
>Малеиновий ангідрид

Білий кристалічний порошок 98,06 51-53 Для виготовлення просочувальних і заливальнихкомпаундов гарячогоотверждения
>Фталевий ангідрид

>Чешуйки і порошок білого, блідо-жовтого чи блідо-рожевого кольору 148,11 130 Для виготовлення заливальнихкомпаундов гарячогоотверждения
>Метилтетрагидрофталевий ангідрид

Біле кристалічний речовина 166,09 64 Для виготовлення просочувальних і заливальнихкомпаундов гарячогоотверждения
>Дициандиамид

Білий чи світло-сірий кристалічний порошок 81,08 201-204 Для виготовленняепоксидних клеїв гарячогоотверждения
>Триетаноламид

Прозора в'язка рідина від жовтого до коричневого відтінку 149,19 1,1-1,2 Як прискорювач полімеризаціїкомпаундов гарячогоотверждения
>Метафенилендиамин

>Бесцветниеслабоокрашенние кристали 108,14 63-64 Для виготовлення просочувальних, заливальних іобмазочнихкомпаундов холодногоотверждения
>Гексаметилендиамин

Білий кристалічний порошок 116,2 39 Для виготовленнякомпаундов холодногоотверждения
>Полиетиленполиамин

>Маслянистая рідина від світло-жовтого до темно-бурого 146 0,97-1,05

Тстосів= 277

Для виготовленнякомпаундов холодногоотверждения

 

1.3 Взаємодіяепоксидних смол з різнимиотвердителями

1. Взаємодія кислоти зепоксидной групою (рис. 5).

Процесотверждения відбувається з розкриттямепоксигруппи й утворенням спочаткугидроксильной групи, та був ефірної групи, тобто відбувається процесетерификации смоли й життєздатного утворення тривимірного полімеру.

2. Застосуванняаминнихотвердителей (рис. 6).

Аміни також реагують з розкриттямепоксигруппи й утвореннямгидроксила, та був утворюють складніші просторові полімери. Аміни реагують зі смолою досить активне, тому додавання їх має здійснюватися незадовго перед вживанням смоли. Кількість впроваджуютьсяотвердителей вепоксидную смолу визначається залежність від змістуепоксигрупп чи то зепоксидного числа відповідно до формулі

де А — кількістьотвердителя на 100 р смоли;

М0 — молекулярна масаотвердителя;

М, — молекулярна масаепоксигруппи, рівна 43;

До—епоксидное число даної смоли.

Що стосується застосуванняаминнихотвердителей у цю формулу вводиться поправочний коефіцієнт n (кількість активних атомів водню, які уаминних групахотвердителей), і формула набирає вигляду:

>Физико-механические і діелектричні властивостіотвержденнихепоксидних смол можуть змінюватися в межах залежно від уведення вепоксидную композицію додатково цілого ряду компонентів (пластифікаторів, наповнювачів, розріджувачів).

>Пластификатори і модифікатори (>ди-бутилфталат,тиокол,полиефири) підвищують еластичність і ударну міцність, знижують в'язкість, покращують морозостійкістьепоксидних композицій, але водночас із цим знижуютьтеплостойкость,адгезионние властивості, вологостійкість, а головне, діелектричні властивості.

>Наполнители (кварцовий пісок,маршалит, азбест) підвищують твердість ітеплостойкость композиції, зменшують усадку приотверждении, збільшують теплопровідність, зменшують термічний коефіцієнт розширення, і навіть знижують вартість композиції.

>Разбавители і розчинникиепоксидних композицій — ненасиченімономерние сполуки (стирол, рідкийполиефиракри-латТГМ-3 іалифатическиеепоксидние смолиДЭГ-1,МЭГ-1) є саміполимеризующимися речовинами і,полимеризуясь за ті самі умовах, вступають у взаємодію Космосу з основний композицією, створюючи хіба що твердий розчин одного полімеру й інші. Найчастіше наявність таких розріджувачів («активних розріджувачів») під час упорядкуванняепоксидних композицій викликається крайньої необхідністю (наприклад, якщо них неможливо отриманнянизковязких мінливих композицій з необхідними технологічними властивостями).

У окремих випадках під час виготовлення зепоксидних композиційелектроизоляционних лаків до композиції вводять звичайні розчинники (толуолу, ксилол,етилцеллозольв, ацетон).

Крім вищезгаданихотвердителей кислотного іаминного типів, дляотвержденияепоксидних смол застосовуютьсяотвердители у різноманітних синтетичних смол. Найцікавішими і мають широке застосування єфенолоформальдегидние, поліефірні,меламино- імочевиноформальдегидние іполиамидние смоли.

>Отверждениеепоксидних смолфенолоформальдегидними полімерами відбувається поза рахунокгидроксильной групи ВІН.Отверждение відбувається за 150-160 °З. Отримана композиція (>епоксидно-бакелитовая чиепоксидно-фенольная) має дуже високими діелектричними, і особливо механічними властивостями,водостойкостью інагревостойкостью. Ціепоксидние композиції широко застосовуються дляелектроизоляционних лаків, клеїв.

>Отверждениеепоксидних смолполиефирами завдяки наявності в молекулахполиефиракарбоксильной групиСООН. Прикладом може бутиотверждениеепоксидной смоли кислоїполиефирной смолою, яку за результаті конденсації гліцерину іадипиновой кислоти (гліцеринадипината).Отверждение відбувається за 120-150 °З Отримана композиція має хорошою еластичність, механічними і електричними властивостями.

>Эпоксидно-полиефирние композиції застосовуються виготовленняелектроизоляционнихепоксидно-полиефирних лаків ікомпаундов.

>Отверждениеепоксидних смолполиамидами завдяки присутності в молекулі поліаміду активних групNН2 іNН.Отверждение композицій відбувається за20-100°С. Ці композиції мають хорошою еластичність, мають високу ударну міцність, але невисокі діелектричні властивості. Застосовуються виготовлення лаків, клеїв,компаундов.

>Полисульфидние смоли (>тиоколи) також застосовуються дляотвержденияепоксидних смол. Отримані композиції мають високої еластичність, ударної міцністю та добрими діелектричними властивостями. Застосовуються виготовлення еластичних заливальнихкомпаундов.


 

1.4 Маркиепоксидних смол

Таблиця

Найменування ТУ Область застосування
>Эпоксидно-диановие смоли
>ЭД-22

ГОСТ 10587-84

(ізм. № 1)

Щодонизковязкая рідкакристализующаяся при зберіганні смола універсального призначення.
>ЭД-20

ГОСТ 10587-84

(ізм. № 1)

Найширше застосовується рідка смола універсального призначення
>ЭД-16

ГОСТ 10587-84

(ізм. № 1)

Високо в'язка смола, застосовується у основному ролі зв'язуючого для склопластиків.
>ЭД-8,ЭД-10

ГОСТ 10587-84

(ізм. № 1)

Тверді смоли, застосовувані для заливальних композицій на радіо- та електротехнічної промисловості.
>Эпоксидно-диановие смоли для ЛФМ
>Э-40,Э-40р ТУ 2225-154-05011907-97 Для виготовленнякрасок,емалей, лаків, шпаклівок, покриттів стійких до агресивним чинникам довкілля та впливу хімічних речовин.
>Э-41 ТУ 2225-595-11131-395-01 Використовується виготовлення емалей, лаків, шпаклівок, і навіть заливальних композицій і клеїв.
>Эпоксидние смоли (імпортні)
>YD-128 ІМПОРТ Використовується в лакофарбової, електротехнічній і радіоелектронної промисловості, авіа-, судно- і машинобудуванні, соціальній та будівництві ролі компонента заливальних і просочувальнихкомпаундов, клеїв,герметиков, сполучних для армованих пластиків та інших. Володіє високої прозорістю, хорошоюадгезией до поверхням різної природи, що дає змогу отримувати високоякісні покриття із наперед заданими властивостями (із високимтермо- та хімічної стійкістю) залежно від природи обраногоотвердителя, і навіть - хорошими екологічними показниками.
>ST-1000 ІМПОРТ Використовується щоб одержати композицій, які мають високу стійкість до тривалого впливу атмосферних чинників, зберігаючи початкову забарвлення, структуру і навіть фізичні властивості полімерноїпокрития.Хорошо поєднується з різними смолами.Отверждается трохи повільніше, ніжепоксидно-диановие аналоги.
>DER 671 ІМПОРТ Використовується в електротехнічній і радіоелектронної промисловості, авіа-, судно- і машинобудуванні, соціальній та будівництві ролі компонента заливальних і просочувальнихкомпаундов, клеїв,герметиков, сполучних для армованих пластиків.
>Эпоксидние модифіковані смоли
>КДА-2 ТУ 2225-611-11131395-2005 (ізм. № 1) >Связующие для склопластиків, клеїв іелектроизоляционних заливальних композицій.
>К-02Т ТУ 2257-601-11131395-01 (ізм. №№1,2) Для просочення багатошарових намотувальних виробів з метою їхнього цементації, підвищеннявлагостойкости
>ЭЗ-111 ТУ 2225-560-00203521-01 Для герметизації трансформаторів, для просочення і заливання деталей електротехнічних виробів.

>УП-563,

>УП-599.

ТУ 2225-336-09201208-94 Для виготовлення еластичнихпропиточно-заливочнихкомпаундов, клеїв і сполучних для склопластиків
>К-153 ТУ 2225-598-11131395-01 (ізм. №№1, 2,3) Для заливальних,клеевих,герметизирующих, просочувальних іобволакивающих композицій у різних галузях промисловості.

>К-115

>К-176

>К-201

ТУ 2225-597-11131395-01 (ізм. №1) Для просочення, заливання,обволакивания і герметизації деталей, соціальній та ролі клеїв,електроизоляционних заливальних композицій, ізоляційних і захисних покриттів, сполучних для склопластиків.
КДА ТУ 2225-611-11131395-2005 (ізм. № 1) Використовується як сполучних для склопластиків, клеїв іелектроизоляционних заливальних композицій.

>Эпоксидние смоли спеціального призначення

(>Отвержденние композиції з урахуванням смол спеціального призначення мають унікальними фізико-механічними і технологічними властивостями, що дозволяє застосовувати в екстремальних умовах праці та довкілля різних галузях в промисловості й техніки.)

>ЭА ТУ 2225-606-11131395-2003 (ізм. №1) Для виготовленнянизковязкихепоксиднихкомпаундов, використовуваних як заливальних, просочувальних іклеевих складів, якразбавителя конструкційних сполучних.
>УП-610 ТУ 2225-606-11131395-2003 (ізм. №1) Для виготовлення високоміцних склопластиків, заливальних і просочувальних композицій, клеїв, спеціальних композиційних матеріалів.
>УП-643 ТУ 2225-605-11131395-2003 У складі тепло- іхимстойких сполучних
Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація