Всі ми напевно пам’ятаємо дитячу жарт в якій потрібно порівняти за вагою кілограм металу і кілограм вати. Безумовно, вони були рівні, хоча по займаному обсягу дуже сильно відрізняються. Причина тут криється в різній щільності – характеристиці, яка б показала масу тієї чи іншої одиниці об’єму речовин.
Цілком логічно, що ця властивість притаманне, як твердим, так і рідким речовинам. Для складних за формулою – щільність є показником змісту тих чи інших компонентів, а часом і свідком якості.
Розглянемо правильність цього судження на прикладі дуже популярного в побуті і на виробництві речовини під назвою епоксидної смоли.
Щільність епоксидної смоли. Формула і визначення
Ще з курсу фізики відомо, що щільність є мірою речовини, яка б показала його масу в одиниці об’єму. Найбільш витратними одиницями виміру тут можна назвати: кг / куб. м, г / куб. см, т / куб. м і так далі.
На практиці досить навести приклад самого популярного речовини на Землі – води. Її щільність складає 1000 кг / куб.м. Або один кубічний метр цієї рідини важить одну тонну. Цікаво, що один кубометр льоду – замороженої цієї ж води важить вже 900 кг, що дозволяє йому плавати.
До речі
Цьому унікальному властивості води (в твердому стані бути легше ніж в рідкому) наша планета Земля зобов’язана життям. В іншому випадку лід б не плавав, а займав практично все дно світового океану. З форм життя в ньому існували б тільки невеликий загін бактерій і то де-небудь в районі екватора.
Однак, повернемося до епоксидної смоли. Щільність її вираховується за формулою:
ρ = m / V,
де ρ – шукане значення, m – маса речовини, V- його обсяг.
Цілком логічно, що щільність многокомпонентного речовини буде зростати при збільшенні процентного стану кожного з його складових. Якщо, звичайно ті не легше води.
Популярно про популярному
За широтою застосування епоксидні смоли сьогодні змагаються з найпоширенішими хімічними речовинами. Такими як:
- Кальцинована сода;
- Їдкий натрій;
- Рідке скло та інші.
Щільність епоксидної смоли
Велико різноманітність видів епоксидної смоли і всередині свого сімейства. Так, за своїм призначенням тут можна виділити:
- Наливні – для вирівнювання бетону або в якості одноосібного «борця» за абсолютну горизонталь.
- Низько вязкостниє – для декоративного або захисного покриття металу, дерева або каменю. Дуже часто дизайнери віддають перевагу даними епоксидним смолам при виробництві об’ємних статей.
- Захисні – спеціальні склади для боротьби з атмосферним і хімічним впливом на вироби з бетону, металу або інших матеріалів. Поряд із захистом дані рецепти позитивно впливають на естетичне сприйняття покритих смолою виробів.
- Модифіковані – головне призначення даної групи смол – бути в складі клеїв, просоченням для склотканини, проявляти себе при аварійних і ремонтних роботах в якості надійного і універсального сполучного речовини.
- Спеціальні – дана група не велика, але кожен з неї здатний вирішувати такі за складністю завдання які не піддаються жодному з інших промислових і навіть лабораторних з’єднань.
На замітку
Різноманітність епоксидних смол зобов’язує тих хто її набуває уважно ознайомитися з областю застосування і призначенням того чи іншого складу.
Всі вище названі групи епоксидних смол проте мають цілий ряд однакових або дуже схожих якостей і властивостей, який можна назвати основними характеристиками:
- міцність;
- термостійкість;
- водонепроникність;
- Властивості, що клеять;
- Стійкість до хімічних реакцій.
Міцність епоксидної смоли є одним з головних її достоїнств. Так, розчин з затверджувачем, вироблений в точній відповідності з рецептурою, готовий змагатися міцністю бетону.
Для наочності, наведемо таблицю кілька значень міцності на прикладі найпопулярнішої марки ЕД-20
Епоксидна смола ЕД-20БетонПолістіролКонструкціонная стальПрочность при розтягуванні, МПа40-901,15-3,1540380-450Прочность при вигині, МПа80-140
0100380-450Прочность при стисненні, МПа100-200
6035-60380-450
Здатність протистояти високим температурам – якість однаково цінне, як в домашньому господарстві, так і на виробництві. І нехай епоксидної смоли далеко до статусу огнеупора – 200 градусів за шкалою Цельсія – все одно не поганий результат.
Не пропускає смола в застиглому стані і воду. Саме на цьому її якості засновано пріоритетне її використання в якості захисту залізобетонних виробів, конструкцій і малих форм з дерева і гіпсу.
Не тільки від вологи і несприятливих метеоумов захищає епоксидної смоли. Її унікальна формула дозволяє бути поза небезпекою від більшості хімічно активних речовин і їх розчинів. Смола – діелектрик і тому вона знайшла широке застосування у виробництві ізоляторів, а також у вигляді компаундов в електронній та радіотехнічної промисловості.
Здатність бути універсальним клеєм – ще один крок «епоксидки» до статусу засобу «хоч куди». Скловолокно, просочене цим складом, дозволяє будувати легкі і міцні корпусу катерів і яхт, створювати елементи паркових атракціонів, деталей машин і устаткування.
В даний час жодне меблеве виробництво не обходиться без використання даного двокомпонентного клею. Причому це відноситься, як до виробництва меблів з натурального дерева, так і з ДСП і МДФ, як із пластику, так і з елементами скла.
Високі естетичні якості, податливість при обробці і широта можливостей для дизайнерів – були свого часу помічені ювелірами і ремісниками. Напевно, у властивостях «епоксидки» потрібно шукати витоки популярності біжутерії.
Широко застосування епоксидного клею і в моделюванні, і при реставраційних роботах. Рідкісний куточок домашнього майстра обходиться без тюбика даної смоли і затверджувача до неї.
Про важливість концентрації
Вже з моменту свого винаходу дана речовина передбачалося як що складається з двох компонентів – безпосередньо смоли і затверджувача. Присутність другого є надзвичайно важливою складовою працездатності композиції – йдеться саме про процентний вміст.
Відхилення пропорції – однозначно загрожує крахом очікувань позитивного результату. Зупинимося на цьому детальніше. Як вже було зазначено, сімейство самих епоксидних смол – досить велике. Чи не меншою кількістю можна назвати і коло її призначень. Для кожного з них хімічний склад основної речовини і кількість затверджувача – строго регламентований.
В іншому випадку можна отримати погано застигає суспензію або надзвичайно міцний склад, що не терпить і найменших механічних впливів, як-то удар, вигин, стиснення або розтягнення.
важливо
Бажання прискорити процес становлення смоли жодним чином не повинен бути пов’язаний з підвищенням вмісту затверджувача! В крайньому випадку можна вдатися до підвищення температури в зоні з’єднання (нагрівання зони взаємодії).
Відзначимо, на сьогоднішній день існує досить велика група не тільки смол, але і самих отвердителей. Вони відрізняються і за кольором, і за фізичним стані, і за способом вступу в реакцію. Застосування того чи іншого – обов’язково закладено в рецептуру або, правильніше сказати, в технологію отримання кінцевого продукту.
На підтвердження цих слів наведемо зведену таблицю найбільш широко застосовуються отвердителей.
ОтвердітельВнешній відМалеіновий ангідрідБесцветний або білий кристалічний порошокФталевий ангідрідЧешуйкі і порошок білого, блідо-жовтого або блідо-рожевого цветаДіціандіамідБелий або світло-сірий кристалічний порошокТріетаноламінПрозрачная в’язка рідина від жовтого до коричневого оттенкаМетафенілендіамін (МФДА) Безбарвні слабоокрашенниє крісталлиГексаметілендіамінБелий кристалічний порошокТріетілентетрамінПрозрачная низковязкую рідина, досить їдка, з різким запахомПоліетіленполіамінМасляністая жид кість від світло-жовтого до темно-бурого
Всі ці отвердители можна розбити не два типу – холодні і гарячі. До першого належать ті, яким для становлення потрібно нормальна температура (як виняток, – підігрів до 60-80 градусів). До другої групи належать ті, які вимагають обов’язкового підігріву до 110-200 градусів.
Щільність епоксидної смоли
На замітку
Робота з розігрітими компонентами жодним чином не впливає на щільність епоксидної смоли. А ось плинність розчину, активність сполуки і швидкість становлення при підвищених температурах – змінюються в геометричній прогресії.
Цікавий факт
У природі практично не існує епоксидної смоли в чистому вигляді. У дуже обмежених кількостях вона може бути в арсеналі лабораторій. На практиці її застосування не виправдано ні теоретично, ні практично ні тим більше з фінансової точки зору.
Якщо будь-який її склад прийняти за 100, але в ньому не менше 20-25 частин буде припадати не добавки, які забезпечують дотримання тих чи інших якостей. Більшу частину цих добавок становлять пластифікатори. З найбільш популярних можна назвати:
- дибутилфталат;
- Діфенілфталат;
- Окис стиролу;
- тиокол.
Дані речовини покликані посилювати, підкреслювати і активізувати такі якості смоли (або точніше сказати «розчин смоли»), як:
- пластичність;
- твердість;
- Опірність ультрафіолету;
- протистояння стиранням.
Певні пластифікатори відповідають за стійкість кольору розчину, додають блиск або навпаки – роблять її забарвлення матовим.
Маркування та класифікація
Буквено-цифрове позначення марок епоксидної смоли досить сильно відрізняється від прийнятої за кордоном. У зв’язку з цим, перш ніж застосувати імпортний зразок радимо провести коригування по відношенню до рекомендованої вітчизняної.
Найбільш великі групи російських епоксидних смол маркуються, як «ЕД» і «Е». Перша позначає – смола загальнотехнічного призначення. Друга – призначена для лакофарбового виробництва.
Після букв (літери) зазвичай йде одно- або двозначне число, яке говорить про процентний вміст в розчині епоксидних груп.
Наприклад, марка ЕД-20 означає, що перед нами епоксидної смоли загальнотехнічного призначення, в якій епоксидні групи присутні в кількості 20% + 1-2%.
Відзначимо, що клейові склади на основі епоксидної смоли мають свою спеціальне маркування, втім, як і спеціальні і містять хлор смоли.
На замітку
Більшість марок вітчизняних смол мають сортність: вищий, перший або другий. Градація це унормована ГОСТом і пов’язана з «кваліфікацією» (чистотою) речовини. Зазвичай це залежить від кількості необов’язкових домішок, які не суворого дотримання процентного вмісту пластифікаторів і т.д.
Стандартна щільність «епоксидки» становить 1,16. Зазвичай виробник подібні дані надає, прив’язавши їх до нормальної температури + 25градусов за Цельсієм.
Як вже було сказано, дана щільність вказує, яка маса речовини в одиниці об’єму. Це може бути 1,16 кг в ємності об’ємом 1 літр (1 куб дециметр) або 1160 кг в ємності 1000л (1 куб. М).
Продовжуючи розмову про те, що впливає на щільність епоксидної смоли, назвемо ще одну складову, точніше їх групу – це барвники.
Класичний колір «епоксидки» – від прозорого до світло-жовтого, проте цього може бути недостатньо, якщо мова йде про дизайнерських рішеннях наливних підлог, декоративних перегородок, прикрас і так далі.
Спільнота барвників, що застосовуються разом з епоксидною смолою можна розділити на наступні групи:
- монохромні;
- матові;
- флуоресцентні;
- металік;
- З блискітками.
Перша група вважається консервативною і передбачає суцільне фарбування в певні кольори. Втім, нерідко використовується ефект змішання кількох відтінків, при якому склад отримує складний хаотичний забарвлення. Тут велику роль відіграє не тільки пігменти, але і сам інструмент для змішування.
важливо
Професіонали не рекомендують використовувати віночки зі складною геометрією. Це, насамперед, може позначитися на структурі самого речовини, а по-друге, спровокує освіту в масі великої кількості бульбашок, позбутися яких буде практично неможливо.
Матові окрашівателі застосовують для вирішення завдання «погасити» вихідний блиск смоли, надати ефект спотворення квітів або штучно «зістарити» декоративне покриття.
Флуоресцентні фарби дарують ефект світіння, дозволяють змінювати сприйняття в залежності від типу світла і його концентрації. (Сонячне світло або штучне освітлення).
Фарби групи «металік» готові подарувати металевий блиск практично будь-якого відтінку – від білого до чорного. Колір вигідний підвищеної відбиваності ультрафіолету і присутністю ефекту «хамелеон» – міняти відтінки в залежності від освітленості.
З найбільш сучасних барвників відзначимо ті, що входять в групу «з блискітками». Дані барвники здатні змусити розчин переливатися всілякими відтінками. Вибір такої фарби – це справа смаку, але підтримка позитиву в ньому – безумовно закладено.
Докладно розбираючи складу одного з найпопулярніших речовин в будівництві і ремонті, ми позначили коло речовин, так чи інакше впливають на щільність епоксидної смоли.
Це: сама смола, отверджувачі, барвники та пластифікатори. При цьому далеко не факт, що всі інгредієнти розчину обов’язково будуть підвищувати питому вагу. Якщо той чи інший наповнювач матиме щільність менш одиниці – процес може бути і зворотним.
В кінцевому рахунку така характеристика, як щільність епоксидної смоли – залишається досить важливою. Це враховується, як на виробництві, так і при художніх роботах, як при складанні ексклюзивних пропорцій, так і під час перевезення великих обсягів.
Читайте також: Епоксидний клей, ніж приклеїти скло до скла.
