И химическая стойкость реактопластов

В основном термореактивными свойствами обладают смолы, получаемые поликонденсацией (фенольные, фурановые, эпоксидные, полиэфирные), в результате которой образуются макромолекулы полимера сетчатой структуры с прочными химическими связями в поперечном направлении.

При образовании такой сетчатой структуры физико-механические свойства термореактивных смол в сравнении с термопластами существенно изменяются, они теряют способность растворяться в растворителях и переходить при повторном нагревании в пластическое состояние (размягчаться). Термореактивные смолы характеризуются большей прочностью, твердостью, хрупкостью, теплостойкостью и значительно меньшими деформациями ползучести под действием постоянной нагрузки.

Фенолоформальдегидные смолы в твердом состоянии представляют собой хрупкие стеклообразные массы янтарного цвета с высокой поверхностной твердостью. Они способны хорошо совмещаться с наполнителями, что позволяет получать пластмассы более прочные и теплостойкие и менее хрупкие, чем сами смолы; характеризуются высокой адгезией и химической стойкостью, особенно в кислых средах. Пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол называют фенопластами.

Они хорошо сопротивляются действию неомыляющих кислот, бензина и органических растворителей даже при высоких температурах (до 120⁰ С), а при обычных температурах (до 25⁰ С) выдерживают действия сухого хлора и ряда окисляющих кислот (азотной 5%-й, серной 70%-й, хромовой 10%-й концентрации). Однако фенопласты могут разрушаться щелочами и основными солями.

Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы характеризуются отсутствием запаха и цвета, светостойкостью, способностью окрашиваться в различные цвета при введении в их состав красителей. Стоимость их ниже стоимости фенолоформальдегидных смол, однако в сравнении с последними они менее водостойки, имеют меньшую химическую стойкость и повышенную хрупкость.

Фурановая смола (смола ФА) является наиболее химически стойкой и теплостойкой, хорошо совмещается с фенольными и эпоксидными смолами, обладает достаточной прочностью и высокой адгезией к керамике, металлу и цементному бетону. Недостатками наполненных и ненаполненных фурановых смол являются высокая хрупкость, черный цвет, значительная деформативность (усадка, ползучесть, температурные деформации), токсичность при нанесении.

Фурановая смола хорошо выдерживает при температурах до 120⁰ С действие неокисляющих кислот, щелочей, солей, бензина и органических растворителей, а также сернистого газа. Действие сухого хлора и 5%-й раствора окисляющих кислот (азотной, хлорной и т. д.) она удовлетворительно выдерживает только при обычных температурах (до 25⁰ С). Влажный хлор и концентрированные растворы окисляющих кислот разрушают фурановую смолу.

Эпоксидные смолы обладают высокой прочностью в затвердевшем состоянии, исключительно высокой адгезией к металлу, бетону, древесине, керамике, стеклу и т. д., хорошо совмещаются со многими синтетическими смолами и после отвердения характеризуются высокой химической стойкостью и относительно высокой теплостойкостью (100-150⁰ С). Недостатками эпоксидных смол являются их высокая стоимость до отверждения, а также низкая деформативность и невысокая ударная вязкость.

По химической стойкости эпоксидные смолы уступают только изделиям из фенольных и фурановых смол, выдерживая воздействия любых агрессивных сред, за исключением сильных окислителей и влажного хлора.

Полиэфирные смолы в ненасыщенном состоянии образуют высокопрочные, плотные и стойкие, светлые и цветные гладкие покрытия, не выделяющие летучих веществ, но дающие большую усадку в процессе отверждения. Полиэфиры могут применяться при температурах от –60⁰ до +100⁰ С. В строительстве из полиэфиров используют в основном глифталевые смолы, которые характеризуются повышенной хрупкостью и низкой атмосферостойкостью. При длительном воздействии воды прочность полиэфирного полимера понижается (до 40%), уменьшается и его адгезионная способность.

Полиэфирные смолы являются стойкими к большинству кислот любой концентрации до температуры 80⁰,за исключением сильно окисляющих, муравьиной, уксусной и некоторых других; они ограниченно стойки к сухим щелочам, некоторым солям (углекислый калий, сернистый натрий) и растворителям (ацетон, анилин и др.). Даже при высоких температурах полиэфирные смолы стойки к различным сульфатам и хлоридам, а также к действию спиртов, хлора, нефти, бензина, масел, ртути и многих других веществ. Активным агрессором по отношению к полиэфирным смолам является вода.

Кремнийорганические смолы, или силиконы – это материалы, в которых совмещаются достоинства неорганических и органических веществ. Они отличаются высокой теплостойкостью (до 500⁰ С) и вместе с тем водоотталкивающими свойствами, хорошей адгезией к бетону, металлу, стойкостью к химическим реагентам, диэлектрическими свойствами и высокой прочностью при сжатии и изгибе.

Силиконовые смолы характеризуются стойкостью в атмосферных условиях, условиях тропического климата, действия агрессивных газовых сред и значительной гидрофобностью.

Существенное влияние на свойства и стойкость реактопластов, так же как и других видов пластмасс, оказывает введение в их состав различных наполнителей.

При введение наполнителей в смолу, как правило, увеличивается прочность изделий при одновременном снижении их хрупкости (усадки, ползучести). Теплостойкость и морозостойкость наполненных смол выше, чем ненаполненных, но разные температурные перепады могут разрушающе действовать на структуру системы смола – наполнители.

Водостойкость наполненных пластмасс обычно несколько ниже, чем чистых смол. Кислото – или щелочестойкость наполненных смол, стойкость в органических растворителях определяются преимущественно видом и стойкостью самих смол, но также зависят и от стойкости наполнителя.

В качестве наполнителей используют дешевые и доступные материалы:

- для щелочных и нейтральных сред – карбонаты, цементы;

- для кислых сред – кремнеземистые и алюмосиликатные породы – кварц, андезит, гранит, асбест и т.д.;

- для переменных сред использования – древесная мука, шерсть, уголь, кокс, графит, сажа.