Сколько сохнет эпоксидная смола?

Фев 7, 2020 Ремонт

Сколько сохнет эпоксидная смола?

Время твердения (схватывания, застывания) бетона в зависимости от температуры

Заливка бетона в холодное и жаркое время года требует особых навыков и знаний, т.к. работы с цементной смесью осложняются, а период ее высыхания резко уменьшается или возрастает. Изменение скорости твердения бетона в зависимости от температуры обусловлено замедлением процессов гидратации и удержанием большого количества жидкости в толще материала.

Для ускорения застывания и предупреждения дефектов используются специальные строительные приемы, полимерные и противоморозные добавки.

Главные параметры по которым выбираются добавки для бетонного раствора — это назначение будущей конструкции, температура и сменяемость окружающей среды, потребность в декоре т.е чистовой или черновой слой.

Стадии набора прочности бетонной конструкцией

Схватывание и твердение растворов на основе цемента обусловлено его химическим взаимодействием с водой. Силикаты, алюминаты и алюмоферриты, которые входят в состав портландцемента, обеспечивают повышение прочности на различных стадиях отверждения.

Скорость химических реакций зависит от наличия катализаторов (специальных добавок) и температуры.

Бетонные конструкции бывают разные, исходя из этого следует рассчитывать соотношение компонентов раствора и предполагать сроки схватывания и твердения.

Стадия схватывания

В состав цементного порошка входит трехкальциевый алюминат (3СаО*Al2O3), трехкальциевый силикат (алит, 3СаО*SiO2), двухкальциевый силикат (белит, 2CaO*SiO2) и алюмоферрит. Алит, который занимает большую часть массы портландцемента, участвует в обеих стадиях отверждения. При затворении водой и в начале стадии схватывания он выделяет тепло, которое увеличивает скорость реакции.

Однако более активным компонентом цемента на этапе схватывания является трехкальциевый алюминат. В течение 24 часов после смешивания он интенсивно реагирует с водой, формируя первичные связи в бетоне. После окончания схватывания алюминат полностью утрачивает влияние на прочность цемента. Итоговая прочность бетона в зависимости от марки, времени затвердевания и температуры воздуха.

Стадия схватывания проходит в первые часы после заливки опалубки. Скорость начала реакции и длительность процесса зависят от состава смеси и температуры воздуха. При нормальных температурах (+18…+22°С) бетон схватывается через 2,5-3 часа. Из них 1,5-2 часа проходит до начала реакции, а 1 час уходит непосредственно на схватывание.

При снижении температуры начало реакции может отодвинуться на 4-8 часов, а ее продолжительность — увеличиться до 15-20 часов.

В горячей среде схватывание происходит активнее и начинается более быстро. Весь процесс может занять менее 1-2 часов, из которых реакция — 15-20 минут.

Стадия твердения

Стадия формирования бетонного камня начинается по завершении схватывания. Твердение материала происходит за счет удаления свободной воды. Часть жидкости испаряется во внешнюю среду, а другая — связывается с молекулами силикатов и алюминатов, образуя стойкие комплексы. Чтобы не нарушить баланса между связываемой и испаряющейся водой, нужно обеспечить оптимальную влажность и температуру среды.

Основным реагентом на стадии твердения является алит. Белит обеспечивает постепенное упрочнение материала в процессе эксплуатации: за счет его свойств прочность материала через 2-3 года может составлять до 250% прочности после твердения.

Стандартный срок затвердевания бетона

Стандартное время застывания бетона составляет 28-30 дней. Нормальные условия для отверждения — температура +15…+22°С и влажность 60-100%. Длительность отверждения зависит от условий процесса, марки бетона и наличия дополнительных добавок в растворе.

Корреляция прочности бетона с временем выдерживания и температурой среды.

Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси

Повышение прочности бетона на сжатие коррелирует с увеличением вязкости смеси. Это означает, что с увеличением марки материала время схватывания и твердения сокращается.

Продолжительность реакций для бетона разных марок

Продолжительность набора прочности зависит от состава смеси, влажности, температуры внешней среды и материала.

Марка и назначение раствора определяют и критическую прочность бетонного камня. Это значение, по достижении которого конструкция продолжит твердеть после замерзания без потери эксплуатационных свойств. Данный показатель зависит от марки следующим образом:

Если в момент замерзания образец имеет соответствующий уровень прочности на сжатие, то температурные перепады незначительно повлияют на его прочность. При замерзании на ранних стадиях твердения без применения противоморозных добавок прочность готовой конструкции падает не менее чем на 50%. Например, для марки М200 критической точкой прочности является 80 кгс/см² или 8 МПа.

Наиболее часто для фундаментов и нагруженных конструкций используются марки бетона от М300. Снятие опалубки со стандартных конструкций допускается через 4-5 дней при наличии щелей между щитами формы и бетоном. Для перекрытий и лестниц длиной не более 6 м время выдержки продлевается до 14 дней, для длинных лестниц — до 28 дней. Мосты, дамбы и другие ответственные и тяжело нагруженные конструкции выдерживаются в форме до 90 дней.

Специальные добавки

Стремительное или слишком медленное схватывание и твердение смеси снижает прочность бетона. Медленное застывание дополнительно увеличивает расходы на уход за конструкцией. Для коррекции скорости отверждения применяются добавки, которые регулируют кинетику процесса.

Существует два типа добавок, регулирующих процесс твердения раствора:

  1. Ускоряющие. Реагенты этого типа сокращают время до начала схватывания на 30-40%, ускоряют затвердевание и улучшают прочностные свойства материала. Они добавляются в смесь при промышленной штамповке бетонных изделий, заливке фундаментов, перекрытий и иных строительных конструкций при пониженных температурах. Наиболее дешевые ускоряющие добавки — это хлористый кальций и поташ (углекислый калий). В перечень востребованных строительных составов для ускорения отверждения входят: Релаксор, Аддимент В3, Форт-УП2, Поззолит-100, Конкрит-Ф и др.
  2. Замедляющие. Пластификаторы и замедлители схватывания положительно влияют на удобоукладываемость и подвижность раствора. Они применяются при доставке бетона в передвижных смесителях, задержках в строительстве и заливке конструкций при температуре выше +25…+30°С. Пластифицирующие свойства замедлителей позволяют отказаться от виброуплотнения при укладке бетона с малой подвижностью. Наиболее распространенными замедляющими добавками являются НТФ-кислота, цитрат и глюконат натрия, Линамикс, SikaPlast 520 N, Frem Linas 200 и др.

При заливке в условиях низких температур используются противоморозные реагенты. Они понижают температуру замерзания воды, препятствуя ее фазовым переходам при 0…+4°С.

В зависимости от вида и концентрации добавок они позволяют работать с бетонным раствором при температуре до -15…-25°С. К морозоустойчивым реагентам относятся нитрит натрия, нитрат-нитрит кальция, карбамид и др.

Набор прочности бетона в зависимости от температуры

Температура окружающей среды определяет скорость реакций, которые формируют бетонный камень. Повышенная температура воздуха смещает баланс в сторону испарения жидкости, а пониженная — тормозит процессы гидратации в растворе.

При высоких температурах

В сухом и горячем воздухе испарение воды происходит быстрее, а оставшейся жидкости может не хватить для полноценной гидратации. В результате снижается надежность конструкции, а ее прочность на сжатие в верхних и центральных слоях существенно различается.

Для профилактики неравномерности и быстрого высыхания в бетон добавляются замедляющие добавки, а готовая конструкция смачивается в процессе застывания.

Высокая температура и влажность применяются при производстве стандартных бетонных изделий в автоклавах. Такие условия обеспечивают быстрое схватывание и максимальное твердение конструкций.

В прохладное время

При низких температурах раствор долго схватывается, а затем в течение длительного времени остается хрупким по сравнению с марочной прочностью. Химические реакции происходят до температуры фазовых превращений воды.

При отрицательной температуре

Когда температура среды опускается ниже 0°С, вода замерзает, а гидратация в растворе — прекращается. При прогреве воздуха процесс отверждения возобновляется, но прочность конструкции после перерыва может снизиться.

Набор прочности бетона при различных температурах

Срок застывания, суток Доля от 28-суточной прочности, достигнутой при оптимальных условиях твердения
При -3°С При 0°С При +5°С При +10°С При +20°С При +30°С
1 3 5 9 12 23 35
2 6 12 19 25 40 55
3 8 18 27 37 50 65
5 12 28 38 50 65 80
7 15 35 48 58 75 90
14 20 50 62 72 90 100
28 25 65 77 85 100

В таблице рассмотрен набор прочности материала марок М200 и М300.

Снижение вязкости раствора

Во время схватывания бетонный раствор сохраняет свою пластичность. При движении в стационарной или подвижной бетономешалке смесь проявляет свойство тиксотропии — уменьшения вязкости состава при постоянной динамической нагрузке.

Характеристики действия пластификаторов на примере одного из наиболее популярных.

Слишком длительное перемешивание приводит к «перевариванию» бетона и снижению конструктивной прочности готовой конструкции. Чтобы сохранить подвижность раствора и избежать негативных эффектов, в смесь добавляются пластификаторы. Они удлиняют периоды схватывания и застывания.

Снизить вязкость смеси на стадии затвердевания нельзя. Механическое воздействие на застывающий бетонный камень приводит к формированию дефектов и растрескиванию конструкции. До достижения минимально допустимого уровня прочности застывающий бетон следует предохранять от ударов, вибрации и др.

Зависимость уровня набора прочности от показателей температуры материала

Низкая температура ингредиентов отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики бетонного камня. Если для смешивания используется холодная вода и наполнитель, то последующий уход за конструкцией не сможет обеспечить марочную прочность.

Учитывайте, как может измениться температура окружающей среды пока бетон будет затвердевать.

При температуре менее 10°С рекомендуется подогревать воду, которая применяется для изготовления. Если показатель термометра соответствует -5…0°С или ниже, то необходимо подогревать и мелкий наполнитель (речной песок).

Для сокращения времени схватывания и расходов на подогрев бетона в опалубке компоненты разогреваются до предельно допустимого уровня. Максимальное значение определяется составом и маркой портландцемента. При нагреве выше этой температуры готовая смесь будет реагировать менее интенсивно, что скажется на прочности конструкции.

Предельная температура компонентов бетонного раствора

Вид цемента Максимальная температура воды для затворения, °С Предельная температура наполнителя, °С Максимальная температура бетонного раствора после вымешивания, °С
Глиноземистый 40 20 25
Портландцемент марки М400 и выше

Пуццолановый цемент марки М300 и выше

60 40 35
Портландцемент марок М300 и М350

Цемент с пуццоланой М200

80 50 40
Шлакопортландцемент М200 и М300 90 60 45

Рекомендации по ускорению процесса

Соблюсти необходимые условия для заливки не всегда возможно: в жаркую и холодную погоду температура отклоняется от оптимальной не менее чем на 15-20°С, а влажность может составлять ниже 60%.

Чтобы избежать пагубного влияния низкой влажности, высоких и низких температур, бетонщики прибегают к специальным методам ухода. К ним относится обработка горячим влажным паром, применение теплых опалубок, закладка электродов и греющих проводов в тело бетонного изделия и др.

При заливке фундамента строители прибегают к мерам защиты бетона на этапе смешивания, но редко дополнительно подогревают готовую конструкцию. Это обусловлено тем, что основа здания должна пройти этапы усадки и стабилизации грунта. В этом случае возникшие дефекты не скажутся на прочности дома, а будут устранены с помощью дополнительного слоя бетона.

Какую температуру выдерживает эпоксидная смола после застывания

Эпоксидным смолам, без использования которых трудно представить себе современное высокотехнологическое производство, часто приходится работать в очень жестких условиях. Это и повышенная радиация, и воздействие на изделия из эпоксидок химических реагентов, и широчайший диапазон температур, от минус 30 до 200°C градусов. Притом имеется в виду не разовое экстремальное понижение или повышение до указанных пределов, а постоянное воздействие таких температур на связывающий материал.

Нет нужды говорить, что бытовой клей ЭДП или смола ЭД-20, ЭД-22 для подобных температурных перепадов не годятся. Уже полностью отвержденные, они начнут сначала трескаться, потом, в зависимости от применимого когда-то отвердителя, вспенятся, не переходя в жидкую фазу, и начнут разрушаться на мелкие фракции, меняя цвет и структуру.

Могут и загореться, опять-таки в зависимости от исходных веществ и в каком виде были полимеризованы, в виде тонкого покрытия или монолита, занимающего определенный и большой объем в пространстве. Тонкая эпоксидная пленка может воспламениться с выделением огромного количества копоти, если она напрямую контактирует с открытым пламенем. Но горение будет продолжаться только до того момента, пока сохраняется такой контакт и идет интенсивная подпитка теплом. Уберите пламя от эпоксидной пленки, и она тут же погаснет.

Поэтому говорить о пожароопасности использования эпоксидных компаундов в быту или при ремонте не стоит. Горят они не лучше других искусственных материалов, и уж намного безопаснее того же вспененного полистирола или пенопласта, вспомните хотя бы ночной клуб «Белая лошадь» с его многочисленным жертвами от продуктов горения потолочной плитки, с выделением при этом фосгена.

Поэтому говорить о какой-то температуре плавления застывшей эпоксидной смолы нет смысла, в подавляющем большинстве случаев она не плавится, а просто разрушается, превращаясь в бесструктурную обугленную массу.

Огнеупорные смолы

Существуют огнеупорные смолы, это, в первую очередь, безгалогенные KDP-555MC80, KDP-540MC75, KDP-550MC65. Первые цифры в индексе после буквосочетания KDP означают критическую температуру, которую может выдержать эта смола, при ее использования в качестве связывающего каких-нибудь композитов. Основная область применения таких огнеупорных смол – авиационная и космическая промышленности, где материалы, сделанные с использованием KDP, применяются в изготовление внешних контуров крыльев, обтекателей, выдерживающих большие динамические нагрузки управляющих полетом стабилизаторов, элеронов и лонжеронов.

Немалую долю в огнестойкость таких материалов вносят углепластики, которые способны выдержать и кратно высокие температуры. Но сама основа приобретает огнеупорные свойства, в первую очередь, из-за вносимых в нее в процессе полимеризации добавок в виде элементоорганических соединений. В первую очередь – кремнийорганики.

Во время модификации эпоксидной смолы этими элементами происходит изменение многих свойств такой смолы, и часто весьма существенное. Изменения не проходят даром, при сохранении главного параметра в виде термостойкости требуется обычно еще какой-нибудь один. Например, сохранение некоторой пластичности или стабильности свойств смолы как диэлектрика, притом в широком температурном диапазоне. Обычно этого добиваются включением в полимерную цепочку ациклических диэпоксидов вместо основы диановых смол, но тогда увеличивается хрупкость изделий из такой смолы.

Обычно, чем больше числовой индекс у эпоксидных смол (ЭД 16, 20, 22) тем вернее под воздействием запредельно-высоких температур состоится переход застывшей, полимеризированной формы смолы сразу в деструктивно-кристаллическое состояние, с предварительным растрескиванием монолита. Перехода в какое-то жидкое агрегатное состояние в поведении смолы не предусмотрено. Возможно разве что некоторое предварительное размягчение, смолы деформируются.

Более стойким к воздействию высоких температур оказываются смолы с числовыми индексами ЭД-6 и ЭД-15. При воздействии относительно низких температур в пределах 200-250°C градусов изделия из такой смолы начинают выделять газообразные продукты и бесцветную вязкую жидкость. Это следствие процессов, обратных полимеризации, которая происходила при отверждении продукта. О полноценной обратной реакции речи, конечно, не идет, процессы деструкции преобладают над «расшивкой» молекул, а указанная температура в ее верхнем пределе является критической и предраспадной. При длительности ее воздействия более часа, а тем более при ее повышении, процессы распада эпоксидных компонентов делаются необратимыми, с резким падением всех присущих материалу свойств.

Самые термостойкие материалы эпоксидного ряда получают синтезом фторированных дифенилолпропанов. Эти вещества играют роль скрытых, или латентных отвердителей, химически-нейтральных к смоле при комнатной температуре, но начинающими активно работать на полимеризацию смолы при воздействии на нее температуры в 100°C и более градусов, когда начинают меняться ее химические и физические свойства. К ним относят дициандиамид, меломин, изофталилдигидразид.

Именно изделия из этих эпоксидных смол, с введенными в них пластификаторами кремнийорганического ряда, ставятся в качестве головок обтекателей у выводимых на орбиту кораблей, пускаются на армированные углепластиком элементы динамического управления ракетоносителями и сверхзвуковыми самолетами.

В перспективе разработка элементов силового каркаса элементов управления гиперзвуковыми аппаратами. Верхний предел температуры для них превышает на настоящий момент 550°C градусов. Хотя этого, конечно, мало, но и химики не стоят на месте, разрабатываются новые методы усовершенствования физических свойств олигомеров. Перспективным представляется направление с введением в состав эпоксидных полимеров мелкодисперсных порошков из тугоплавких металлов или их карбидов, например, карбида вольфрама.

Обычные составы

Впрочем, описываемые смолы сложны в производстве, требуют специальных боксов-реакторов для отверждения, огнеупорных форм, в которых делаются эти отливки, так что массовому потребителю они малоинтересны, да еще и чрезвычайно дороги. Более интересны для него были бы обычные смолы класса ЭД или его аналогов, в которых для отверждения использовались нестандартные вещества, да еще с введением в них наполнителей пластификаторов, повышающих термостойкость.

Наибольший спрос на жаропрочные материалы из эпоксидных смол отмечается у авто- и мотолюбителей. Камнем преткновения у которых чаще всего выступают компоненты соединений в глушителях, которые быстро выгорают. Вот здесь жаростойкость изделий из эпоксидки или материалов с нею может быть усилена применением армирования прокладок углепластиком или даже самым обыкновенным стеклопластиком.

С введением в застывающую смолу в местах соединения или прокладок дополнительного армирующего и цементирующего элемента в виде мелкодисперсных стальных опилок или даже алюминиевой пудры, которая в связке со смолой отлично держит температуру до 340°C градусов. Правда, страдает ударная прочность такой смолы.

Смолы с наполнителями, а тем более армированные, и подавно не поддаются плавлению. Речь может идти только о постепенном их обугливании и разрушении.

Если же говорить о полноценном плавлении эпоксидных материалов при воздействии высокой температуры, то оно возможно только с попеременным воздействием на них быстродействующих едких растворителей и высокой температуры. Тогда, наряду с физическими изменениями в кристаллической решетке полимера будет происходить и химическое ослабление межмолекулярных связей.

Очевидно, что температура эксплуатации эпоксидной смолы имеет широкий диапазон. Здесь все зависит от полимерного состава и добавок, внесенных в него.

Прочнейший клей, который склеит почти все, за исключением капрона, оргстекла, полиэтилена и других непористых эластичных материалов — двухкомпонентная эпоксидная смола. Вещество также применяется в рукоделии, изготовлении мебели, декупаже, авто, творчестве, строительстве. Иначе оно называется компаунд эпоксидный. В свободном виде эпоксидка не применяется, только в сочетании с отвердителем, который дает возможность проявиться после реакции полимеризации ее уникальным свойствам. По этой причине важно знать, как развести эпоксидную смолу правильно.

Что такое эпоксидная смола

Эпоксидная смола — это олигомеры, которые содержат эпоксидные группы и при воздействии отвердителей формируют сшитые полимеры. Отвердителями могут быть полиамины и другие соединения. Самыми распространенными эпоксидными смолами являются продукты поликонденсации с бисфенолом А либо поликонденсации с фенолами эпихлоргидрина.

Жидкая эпоксидная смола может быть различных оттенков: от белого, прозрачного, до винно-красного. Но обычно имеет вид желто-оранжевой прозрачной жидкости, по консистенции напоминающей мед, или твердой, коричневой (как гудрон) массы.

Состав

Эпоксидная смола по химическому составу представляет собой синтетическое олигомерное соединение. Подобные вещества на сегодняшний день востребованы практически во всех отраслях промышленности. После соединения эпоксидной смолы с отвердителями получаются:

  • прочные и мягкие материалы;
  • твердые и жесткие;
  • материалы, напоминающие резину.

Эпоксидная смола обладает устойчивостью к воздействию кислот, галогенов, щелочей, но растворяется в ацетоне и сложных эфирах без формирования пленки. После отвердения летучие вещества не выделяются, происходит совсем незначительная усадка состава.

Как работать с эпоксидной смолой

Для работы с эпоксидной смолой понадобится отвердитель, одноразовый стаканчик, 2 шприца и палочка для перемешивания.

Совет
Вливайте отвердитель в смолу, а не наоборот. Обычно отвердитель имеет жидкую консистенцию и при резком нажатии на шприц может разбрызгиваться, поэтому делаете это осторожно.

Инструкция по применению:

  1. Возьмите шприц, наберите в него необходимое количество смолы и выпустите в стаканчик. То же самое проделайте с отвердителем. Пропорции смешивания у разных производителей различны, потому перед началом работы внимательно прочитайте инструкцию по применению. Неправильно разведенная эпоксидка плохо застывает.
  2. Хорошенько перемешайте смолу с отвердителем, масса должна стать однородной. Смешивать необходимо медленно и осторожно, если делать это резкими движениями и быстро, то в массе появятся пузырьки. Жидкая консистенция состава обеспечит быстрый выход пузырьков наружу, в изначально густых компонентах они останутся. Плотность смолы зависит от производителя. Недостаточно хорошо смешанные компоненты обусловят плохое застывание состава.
  3. Полимеризация не происходит мгновенно, необходимо немного подождать пока масса приобретет требующуюся для работы консистенцию.
  4. Залейте в форму или сделайте линзу.
  5. Подождите указанное производителем в инструкции время, пока эпоксидная смола окончательно застынет.

Совет
Во время застывания к массе хорошо прилипают пылинки и разная грязь. Предотвратить это поможет использование емкостей и коробок с крышкой. Сделайте изделие в коробке и закройте крышкой на время затвердевания состава.

Эпоксидная смола имеет условные стадии застывания:

  1. Вначале масса очень жидкая и легко стекает, что делает ее максимально подходящей для заливки в форму. Жидкая консистенция позволяет эпоксидке проникнуть в мельчайшие углубления, более густому составу это не под силу, и рельеф получится не очень явным.
  2. По прошествии некоторого времени эпоксидная смола становится гуще и подходит для изготовления выпуклых линз на плоской основе. Сделать подобную линзу из жидкой смолы не удастся — состав будет скатываться вниз с заготовки. На этой стадии лучше всего заливать нерельефные формы в домашних условиях.
  3. Наименее подходящая консистенция смеси для работы — наподобие густого меда. При набирании эпоксидки на палочку легко формируются пузырьки, убрать которые очень сложно. На этой стадии состав подходит для того, чтобы склеить детали между собой. Эпоксидка характеризуется отличной адгезией и прекрасно прилипает к большинству материалов (на основе этого свойства был разработан клей ЭДП.), но легко отслаивается от полипропилена, полиэтилена, силикона, резины, поверхностей, покрытых пленкой жира.
  4. Эпоксидная смола становится очень густой и липкой, отделить немного от основной массы проблематично.
  5. Следующая стадия — резиновая. Эпоксидка не прилипает к рукам, но легко мнется и гнется, из нее получится сделать множество изделий, но если вы хотите, чтобы она затвердела в нужном положении, то закрепите ее, иначе она вернется в первоначальное состояние.
  6. Окончательно затвердевшая эпоксидная смола. Ее нельзя продавить ногтем, на ощупь она похожа на пластик.

Совет
Если нет формы из специального материала, то смажьте имеющуюся растительным маслом, но сначала проверьте, как отреагирует на него конкретно этот состав эпоксидки.

Эпоксидна смола от разных производителей характеризуется различным временем отвердения. Время наступления стадий определяются исключительно опытным путем. Существует мягкая эпоксидная смола, которая остается резиновой даже после полного застывания, что для некоторых изделий является идеальным вариантом.

Как развести

Разводить пропорции необходимо очень тщательно, так как недостаточное либо избыточное количество отвердителя в смеси отрицательно сказывается на качестве образующегося полимера.

Избыток отвердителя характеризуется тем, что состав остается устойчивым к нагреванию, действию химических веществ и воды, но становится менее прочным. Кроме того, излишек выделяется на поверхности при эксплуатации изделия, поэтому необходимо точно знать, как развести эпоксидную смолу правильно.

Недостаточное количество отвердителя делает смолу липкой, так как ее часть остается несвязанной.

Для получения различных смесей отвердитель и эпоксидная смола смешиваются в различных пропорциях, о чем вы узнаете, прочитав инструкцию по применению. Современный состав обычно делается так: на 1 часть отвержающих компонентов берутся 2 части смолы или отвердитель и смола смешиваются 1 к 1.

На скорость полимеризации оказывают влияние тип отвердителя и температура состава. Чтобы ускорить процесс, слегка нагрейте массу. Повышение температуры на 10° С обеспечит ускорение полимеризации в 3 раза. Существуют составы, которые включают в себя ускорители отвердения, есть и такие, которые застывает при низких температурах.

Эпоксидная смола становится твердой при температуре от —10 до +200° С, что зависит от вида применяемого состава. Чаще всего в быту применяются отвердитель холодного типа, он встречается в условиях маломощного производства и там, где термическая обработка недопустима.

Отвердители горячего типа применяются в процессе получения изделий с высокой прочностью, которые будут подвергаться значительным нагрузкам и действию высоких температур. Горячая полимеризация способствует формированию густой сетки молекул, которая и обеспечивает устойчивость состава.

Расход на 1м2

Сколько будет израсходовано эпоксидной смолы, зависит от цели ее применения. Если воспользоваться эпоксидкой как клеем, то на расход повлияют свойства соединяемых поверхностей:

  • пористость;
  • шероховатость;
  • способность впитывать вещества.

Совет
Нанесите минимально приемлемое количество эпоксидки на склеиваемые поверхности, затем прижмите их друг к другу и зафиксируйте в таком положении до полного застывания клея.

Расход на площадь имеет большое значение при изготовлении, например, напольного покрытия. Если необходимо покрыть бетонный гладкий пол, просто чтобы он не пылил, то достаточно будет 100 г на 1 м2. При изготовлении более прочного покрытия, армированного и идеально ровного потребуется до 3,5 кг эпоксидной смолы на 1 м2.

Модифицированные эпоксидки различных оттенков применяются при устройстве полимерных наливных полов. Полимер выливается из емкости на пол и растекается благодаря силе тяжести. Подобное нанесение обуславливает расход от 1 кг эпоксидки на 1м2 на один слой.

Сколько сохнет

Полное застывание эпоксидки обычно происходит через 24 часа. Изделия (например, броши, заколки), которые не подвергаются значительным нагрузкам, готовы к эксплуатации уже через 12 часов.

Какую температуру выдерживает

Температура плавления застывшей эпоксидной смолы составляет до +150—180° С, при этом ее прочность уменьшится незначительно. Некоторые марки клея выдерживают кратковременный нагрев до +400° С и продолжительный — до +250° С.

Вредна ли для здоровья

После застывания эпоксидная смола при нормальных условиях эксплуатации абсолютно безвредна для человеческого организма. Но ее применение ограничивается тем, что при отвердении в условиях промышленного производства в составе остается немного растворимого остатка (золь-фракции). Именно этот остаток может нанести серьезный ущерб здоровью, если будет вымыт растворителями и проникнет в организм человека. Эпоксидные смолы до застывания ядовиты и способны отрицательно повлиять на здоровье.

Полезные советы

Советы и рекомендации профессионалов помогут облегчить работу с эпоксидной смолой и сделать все максимально качественно:

  1. Перед началом работы застелите стол полиэтиленовой пленкой, чтобы избежать протекания и загрязнения его поверхности. Бумага не защитит от пятен, так как эпоксидка пропитывает ее.
  2. Не допускайте попадание воды в отвердитель, эпоксидную смолу или смесь этих веществ. Если работать с составом при высокой влажности воздуха в помещении, застывание будет происходить плохо.
  3. Можете придать эпоксидке любой оттенок. Это делается с помощью добавления в состав специальных тоннеров, но их стоимость сравнительно высока. Более приемлемым по цене вариантом являются чернила гелевых ручек, краска, находящаяся внутри фломастеров, маркеров или витражная.
  4. Не работайте с эпоксидкой при температуре окружающего воздуха ниже +22° С, так как существует вероятность, что состав плохо застынет.
  5. Если смолу подержать в холодном помещении, например, на балконе, в ней могут появиться хлопья или крупинки. Чтобы вернуть состав в первоначальное состояние, нагрейте его до 40—60° С.
  6. Поставив изделие на батарею отопления, вы сократите продолжительность застывания эпоксидной смолы. Обеспечьте не слишком сильное повышение температуры, чтобы состав не закипел с образованием множества пузырьков.
  7. Если близко к поверхности эпоксидной смолы сформировался пузырек — просто подуйте на него через коктейльную трубочку или раскрученную ручку. Образовавшийся пузырек лопнет.
  8. Эпоксидка характеризуется повышенной текучестью, по этой причине не применяйте состав в качестве покрытия (лака) для рельефных изделий.
  9. Сделать качественно линзы на заготовках с плоской поверхностью удастся, только разместив их в идеально горизонтальном положении. В противном случае линзы получатся неровными — с одной стороны выше, с другой — ниже.
  10. Если линза сползается к центру и не закрывает края заготовки, это говорит о том, что эпоксидки было налито мало или она очень жидкая. Попробуйте залить еще один слой, это позволит исправить положение.
  11. Чтобы с течением времени эпоксидная смола не пожелтела под действием солнечных лучей и тепла, приобретайте продукт, в составе которого имеется УФ-фильтр.
  12. При попадании эпоксидки на кожу рук оттирайте загрязнения спиртом, после чего вымойте руки с мылом.
  13. Если смола попала в глаза или была проглочена — обратитесь к врачу.

Эпоксидные смолы токсичны в большей или меньшей степени, в зависимости от состава. По этой причине работать с ними необходимо в хорошо проветриваемой комнате или под вытяжкой. Полностью обезопасить себя от вдыхания паров органических кислот можно, работая с эпоксидкой в респираторе.

Сколько сохнет эпоксидная смола, можно ли ускорить этот процесс

Время застывания или засыхания эпоксидного состава, будь то эпоксидка для ювелирных поделок, заливка-покрытие для пола или эпоксидный клей, зависит от многих факторов. Ключевую роль играют возраст состава или сколько лет прошло после выпуска эпоксидного материала заводом-изготовителем, срок годности, соотносимый с датой производства. Среди факторов, влияющих на скорость полимеризации, значимыми величинами будут:

  • Состав реактива-отвердителя.
  • Количество отвердителя при добавлении в эпоксидную смолу или клей.
  • Температура, при которой производится смешивание компонентов и застывание готового состава.
  • Площадь заливаемой поверхности или ее объем.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Нельзя удержаться, чтобы не сказать о том, что термины «сохнет» или «застывает» практически не верны и применяются только для бытового разговора. Смесь эпоксидной смолы и отвердителя проходит стадию отверждения.

О составе отвердителей

Самые массовые реактивы-катализаторы, запускающие механизм полимеризации – это полиэтиленполиамин (ПЭПА) и триэтилентетраамин (ТЭТА). Оба относятся к аминовой группе отвердителей эпоксидной смолы, но действуют несколько по-разному.

ПЭПА принято относить к «холодным» реактивам, это означает, что для нормального, в течение суток, застывания катализатор добавляют в основной состав смолы, замешивают и наносят на какие-то поверхности или отливают в виде объемного изделия при обычной комнатной температуре, в пределах 20-25°C. Изделия или поверхности из такой смолы выдерживают без ущерба для качества температуру до 350-400°C градусов, и только после 450-500°C начнется разрушение застывшего полимера.

При нагревании смеси эпоксидной смолы с полиэтиенполиаминным отвердителем время засыхания рабочего раствора уменьшится, но некоторые эксплуатационные качества готовых застывших поверхностей или объемов могут ухудшиться. В частности, уменьшится сопротивление на разрыв от стекловолокна при его изготовлении, с 9,3-11,0 до меньших величин или разрушающее напряжение при изгибе в Мпа вместо величин 60-100 может стать всего 40, а при растяжении вместо 35-70 – всего в 30.

Триэтилентетраамин ведет себя несколько иначе. Относясь к «горячим» катализаторам застывания эпоксидного состава, у ТЭТА рабочие температуры при длительной эксплуатации в среднем на 100°C градусов выше, чем у ПЭПА, температура начала разрушения при перегреве готовых изделий – 473-480°C, а разрушающее напряжение Мпа на изгиб держится в пределах 90-130, а на растяжение – 70-98.

Для ТЭТА желателен некоторый нагрев готовой смеси, что вызовет ускорение реакции застывания. Чем температура смеси будет ближе к 50°C градусам, тем скорость полимеризации будет выше.

Только нужно иметь в виду, что повышение температуры нагрева для ускорения процесса выше 50°C крайне нежелательно. В больших объемах (иногда этот «большой объем» равен всего 100-150 куб. см) может начаться быстрый саморазогрев готовой эпоксидной смеси, вплоть до закипания, даже задымления.

Поэтому если нужно сделать объемную отливку из эпоксидки с отвердителем ТЭТА, то проводить ее нужно в несколько этапов, заливая объем слоями, и при этом давая каждому предыдущему слою полностью застыть. Хлопотно, тогда воспользуйтесь ПЭПА, у которого коэффициент саморазогрева ниже в разы и можно заливать сразу большой объем.

Поэтому «горячие» катализаторы полимеризации находят большее применение в тех случаях, когда будущие изделия будут подвергаться значительным нагрузкам и воздействию высоких температур. В процессе застывания повышенная температура эпоксидной массы с отвердителем способствует образованию более густой молекулярной сетки с обширным и разветвленными валентными связями, а это и прочность, и жаростойкость, и большее сопротивление на растяжение, изгиб, разрыв и скручивание.

Повышение температуры смеси эпоксидка с отвердителем на 10°C градусов ускоряет застывание такой смеси в 3 раза.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Но при этом резко возрастает и вероятность «закипания» смеси с образованием пузырьков в толще отвержденной смеси.

Зависимость скорости высыхания от площади заливки

С температурой разобрались, хотя есть еще один интересный нюанс, но и он полностью связан со следующей темой. Иногда смолы с аминовыми отвердителями типа ТЭТА не нуждаются в подогреве, он происходит спонтанно, и связано это с той формой, в которую заливают исходное сырье.

Здесь прослеживается следующая зависимость: чем компактнее форма заливки, то есть чем ближе она по форме к кубу и тем более к шару, тем быстрее и интенсивнее будет происходить процесс саморазогрева, вплоть до закипания и даже задымления, что безусловно может испортить заготовку.

Если эпоксидной смолы с отвердителем взято небольшое количество, то при комнатной температуре 100 г состава полностью полимеризуются уже через 5-6 часов. Но тот же самый объем смолы, разлитый по площади в 100 кв. см, будет застывать уже сутки, то есть в смоле с отвердителем ТЭТА образуется некая критическая масса, зависимая от объема, который занимает такая эпоксидная смесь, и эта критическая масса тем меньше, чем больше занимаемый ею объем стремится к шарообразной форме.

Полная аналогия с плутонием: в форме цилиндра его нужно, предположим, 5 килограммов для начала самопроизвольной цепной реакции деления ядер, а в форме шара всего 2 килограмма. В форме же плоского листа масса металла может быть хоть до центнера, и ничего не произойдет.

Только в случае с эпоксидкой процессы протекают химические, затрагивающие сугубо внешне оболочки атомов вещества и его молекулярные связи, а с делящимися материалами вроде плутония или урана-235 в дело вступает чистая физика, где задействованы уже внутриядерные процессы. Но механизм схож: образование критической массы, зависимой от компактности размещения.

Мнение эксперта Олег Васильев Мастер по изготовлению мебели и предметов интерьера из эпоксидной смолы. Создает уникальные вещи на заказ на своем производстве. Задать вопрос мастеру Речь идет о площади теплоотдачи такой «критической массы». Чем больше площадь, тем меньше разогревается смесь и тем больше время ее отверждения. У шара эта площадь минимальна и, соответственно, разогрев наибольший.

Как смешать компоненты оптимально

От точности отмеривания доз основного эпоксидного компонента зависит время застывания смолы и качество получаемых отливок или покрываемых площадей. Кроме того, большое значение имеет тщательность зачистки обрабатываемых поверхностей или форм для заливки.

В зачистку входит как удаление пыли и предварительное придание некоторой шероховатости обрабатываемой поверхности, но второе не обязательно, так и химическая подготовка стенок емкости для отливок или заливаемых площадей. Обычно это обезжиривание ацетоном или спиртом, нужно только дождаться испарения их частиц перед заливкой эпоксидным составами, иначе и спирт, и ацетон вступят в реакцию затвердения и изменят ей время, ведь они применяются и в качестве пластификаторов уже в готовых застывших изделиях.

Как проводится работа:

  • Компоненты эпоксидки тщательно отмеряют. Для этого нужно воспользоваться одноразовым мерным стаканчиками с делениями, пусть даже без оцифровки. Для небольших объемов, где точность может быть критична, лучше применять медицинские шприцы большого объема на 20 или 50 мл.
  • Для ускорения процесса застывания (сушки) эпоксидную смолу, пока без отвердителя, подогревают на водяной бане до 40-50°C при постоянном медленном помешивании. Быстро мешать не следует, от этого образуются воздушные пузырьки, которые при быстром протекании процесса могут не успеть выйти на поверхность и так и остаться в толще застывшего полимера.
  • Далее следует быстро влить при постоянном помешивании отвердитель, проследить, чтобы смесь получилась однородной.
  • Использовать полученный состав в течение не более 30 минут. Если задержитесь, смесь может критически загустеть и не лечь равномерно.

Здесь описывается работа с неким конкретным образцом смолы и отвердителя. В реальности и компоненты разных эпоксидок можно отмерять по весу, а не по объему, и время использования может составлять от указанных 30 минут до нескольких часов. Все зависит от типа и области применения смолы, позиционируемой производителем

Стадии застывания

Смесь эпоксидки и отвердителя не встает вся разом, образования сплошных и сверхдлинных (в молекулярном масштабе) полимерных цепочек во всей массе эпоксидного состава не происходит. Полимеризация идет отдельными фрагментами, которые только потом, со временем, сливаются в единую полимерную массу.

Процесс застывания, загущения и сушки изделия из эпоксидной смолы в смеси с отвердителем проходит несколько стадий:

  1. Жидкая текучая консистенция, позволяющая за счет этой текучести заполнить малейшие неровности каверны заливаемого материала.
  2. Загущение смеси до состояния холодного гречишного меда. В таком виде смесь уже неспособна полностью залить поверхности со сложным и ярко выраженным рельефом.
  3. Густота уже такая, что из опрокинутого сосуда сползает со скоростью не более сантиметра в секунду. Годится только для склеивания крупных деталей.
  4. Такая густата, что при попытке отделения хоть часть от общей массы за этой частью тянется длинный шлейф смолы, застывающий на глазах.
  5. «Резиновая стадия», к рукам уже не липнет, можно сгибать, растягивать, перекручивать отливку из состава.
  6. На ощупь изделие из оргстекла или пластмассы. Твердое, прочное, мало подверженное внешним воздействиям.

Влияние наполнителей

Многие наполнители сам по себе способны быть катализаторам запуска полимеризации в некоторых эпоксидных составах, поэтому их добавление в готовую смесь эпоксидки и отвердителя способны укоротить время застывания эпоксидного состава даже без предварительного нагрева.

Например, такими свойствами обладают алюминиевая пудра или железные опилки. Но даже если наполнитель химически нейтрален, как это бывает с песком или стекловолокном, с ним эпоксидная смесь все равно застывает быстрее и прочность ее по завершению процесса полимеризации также существенно вырастает.

Необходимые меры безопасности

При работе с эпоксидными смолами не нужно забывать о мерах безопасности. Ведь это только готовая, застывшая эпоксидная смесь химически нейтральна и никакой опасности для здоровья человека не представляет. В процессе же застывания из массы смолы, особенно в ее «горячем» варианте с отвердителями ТЭТА, выделяется очень много опасных для человека токсичных веществ вроде формалина и фенола.

Поэтому нужно предохраняться от вредных воздействий при помощи и одноразовых перчаток из латекса или даже х/б, респиратором, как на этапе застывания смолы с выделением альдегидов, так и во время окончательной отделки в виде шлифовки и полировки с их неизбежным образованием пыли. Помещение, где производятся работы с эпоксидкой, должны быть оборудованы принудительной вытяжной вентиляцией.

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *