Выгибание образца из полиэфирной смолы

химия высокомолекулярных соединений и всего, что так или иначе удалось полимеризовать
whatever got polymerized - comes here. Professionals only!
Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Вт окт 25, 2011 1:47 pm

Добрый день!
Чует мое сердце, что проблему эту мы не решим, но наше родное "авось" взяло вверх надо мною! :)

Хотелось бы услышать Ваше мнение почему образцы из полиэфирной смолы выгибает при полимеризации. По началу я думал, что просто наполнитель (тригидрат алюминия и др.) оседает, т.е. в верхних слоях остается смесь обогащенная смолой и усадка у этой части больше. Но как ни странно образец из чистой смолы тоже выгнуло. Так же пробовал по этой же причине набирать необходимую толщину образца тонкими слоями, т.е. нанес слой, дождался гелеобразования, следующий слой. Все равно выгнуло, при чем когда я наносил последний слой, первый уже по краям начинал отлипать от формы...

Заранее спасибо!

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 14278
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Smol » Вт окт 25, 2011 7:09 pm

Выгибает из-за усадки, немного поможет более мелкий наполнитель и более высокая степень наполнения. А вообще надо брать малоусадочную смолу (low shrinkage) или мириться с выгибанием :(

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Ср окт 26, 2011 8:37 am

Да я тоже думал что из за усадки, а вот недавно попробовал залить образец вообще без наполнителя, чистую смолу и тоже выгнуло. Не ну я не скажу что сильно, на 20см может быть 1-2мм, но все же. Правда эксперимент со смолой без наполнителя был не очень чистый, мне толщина нужна была 1см, я боялся что он "вскипит" и залил за два раза, дождался гелеобразования первого слоя и залил второй.....может быть и из за этого конечно тоже выгнуло.
А те образцы что с наполнителем, там тригидрат, не знаю точно его дисперсность, но на ощупь как мука, очень мелкий......ну не верится мне что он может тонуть так быстро. Как вы думаете, неужели такой тригидрат за 20мин может в таком количестве утонуть что вызовет изгиб?

kali666
Сообщения: 1208
Зарегистрирован: Вт ноя 30, 2004 9:01 am

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение kali666 » Пт окт 28, 2011 7:52 am

Arrenius, с наполнителем усадка меньше вообще-то...То есть выгнуть должно сильнее в чистом варианте. А у вас в помещении что с температурой? У нас выгибало - когда было в лабе сильно холодно, а смола- грелась как обычно
Не спасешься от доли кровавой,
Что земным предназначила твердь.
Но молчи: несравненное право -
Самому выбирать свою смерть.
Н. Гумилев

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Пт окт 28, 2011 9:06 am

kali666 писал(а):Arrenius, с наполнителем усадка меньше вообще-то...То есть выгнуть должно сильнее в чистом варианте. А у вас в помещении что с температурой? У нас выгибало - когда было в лабе сильно холодно, а смола- грелась как обычно
С температурой все нормально, заливать пытаюсь при +20.....ну ночью может до 15 допустим падает, но к этому времени образец уже затвердели и если реакция и идет, то очень медленно.

Дело в том, что по идее без наполнителя усадка должна быть, даже большой, но одинаковой, т.е. выгибать не должно. Выглядит все так, как будто причиной выгибания является не только усадка, а еще что то. Ну не знаю.......не кидайтесь помидорами.....ну например из за ингибирования верхнего слоя кислородом, реакция там идет медленей, т.е. макромолекулы успевают лучше "упаковаться", степень кристалличности больше и усадка естественно больше. Ну или.......из разряда полного бреда - до начала гелеобразования (15-30мин) более тяжелые молекулы полиэфира (смола это фактически раствор полиэфира в стироле) немного оседают, отсюда опять таки более сильная усадка сверху и более слабая снизу.....ну или как то так :)

kali666
Сообщения: 1208
Зарегистрирован: Вт ноя 30, 2004 9:01 am

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение kali666 » Пт окт 28, 2011 9:14 am

Arrenius, что с поверхностью на которой отливаете образцы? в смысле смачиваемости? А? мож там собак порылся?
Например, если делать образцы из состава в котором 40/60% стирола, остальное - ВМС, и ета кашка полимеризуетси вся, на пластинах из СКТ, то сначала силиконка терпит, образцы тож. Через 5-20 заходов образцы гнут силиконку и начинают "приставать". о как))
Не спасешься от доли кровавой,
Что земным предназначила твердь.
Но молчи: несравненное право -
Самому выбирать свою смерть.
Н. Гумилев

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Пт окт 28, 2011 9:31 am

Да, я тоже об этом задумывался, что может быть просто нижний слой как бы держится за поверхность, а верхний свободно усаживается, поэтому и гнет. Да, этот эффект однозначно есть. Лью я на стекло смазанное раствором парафина, но как только образец становится хоть чуть чуть твердый (примерно 40мин) я его от стекла отрываю, и переворачиваю на спину. Конечно за эти 40 мин наверно верхний слой больше дал усадку чем нижний, но образец еще очень мягкий и как по мне должен нижний слой "догнать" верхний......хотя.....с другой стороны никому он ничего не должен.....возможно действительно лежание на стекле в течении 40 мин и дает этот эффект. Но если это так, то ничего не сделаешь, не могу же я его в воздухе заливать, что бы он ни с чем не соприкосался!))))

kali666
Сообщения: 1208
Зарегистрирован: Вт ноя 30, 2004 9:01 am

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение kali666 » Пт окт 28, 2011 9:27 pm

цель?какой образец надо?по размерам?
Не спасешься от доли кровавой,
Что земным предназначила твердь.
Но молчи: несравненное право -
Самому выбирать свою смерть.
Н. Гумилев

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Пн окт 31, 2011 9:31 am

Какого то конкретного размера нет, ну не плохо было бы научиться делать изделия до 50см в длину....ну и скажем 15см в ширину. Да и размер не важен по моему. Если победить изгиб, то будет все хорошо хоть с маленькими хоть с большими.
Помогает выдержка в термошкафу при 90 С, но очень уж трудозатратно, нужно целый день плавно поднимать температуру, потом опускать так же плавно, просто привязан к этому шкафу. Был бы термошкаф программируемый было бы легче. Хотя, конечно я еще не теряю надежду найти решение без нагрева.

kali666
Сообщения: 1208
Зарегистрирован: Вт ноя 30, 2004 9:01 am

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение kali666 » Ср ноя 02, 2011 1:18 pm

Размер влияет на тип формы. У вас фторопласта под рукой нет 4го? Я бы попробовала на нем делать. Только вот на поверхности контакта при отливке образцов, в которых идут радикальные процессы, могут чудеса. Вплоть до ингибироания. Пробовать надо
Не спасешься от доли кровавой,
Что земным предназначила твердь.
Но молчи: несравненное право -
Самому выбирать свою смерть.
Н. Гумилев

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Ср ноя 02, 2011 1:26 pm

Нет, фторопласта нет, но спасибо за совет, буду держать в голове, буду на рынке может прикуплю.

kali666
Сообщения: 1208
Зарегистрирован: Вт ноя 30, 2004 9:01 am

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение kali666 » Ср ноя 02, 2011 9:30 pm

Еще мы делали на пластинах из силиконовой резины (стандартный перекисный вулканизат, наполнение - белая сажа, каучук, кажется, СКТ).
Делали пластину толщиной 5-6 мм, вырубали в ней полоски штанцевым ножом. Эта форма плотно прижималась к такой же пластине.
Адгезия у стирольных композитов плохая к такому субстрату, снимается все хорошо. Но эти резины набухают немного в стироле, и формы хватает на 8-15 отливок, в зависимости от того- как вулканизацию вели; потом просто образцы "вполимеризовываются". Если будет сильный разорев - может повести образец вместе с резиной.
Еще вариант.
Делаете стеклянные или ПП, ПЭ-формы, покупаете силиконовый герметик- любой, но тот, который прозрачный. Он отверждается влагой воздуха. Из тюбика - в маленькую банку, туда - гептан/гексан, чтобы вязкость была на уровне...эээ....глицерина, вот. Берете кисточку и аккуратно - слой на стекло. Сушите. Еще слой. И так - несколько. Штук 5-6. Главное, чтобы пленка была бездефектная. Отливки будут с отпечатком этого слоя, но,как правило, все релаксирует и получается неплохо.
Еще(на стирольщине не пробовала): на стеклянные и пр. формы наносится слой фэйри. кистью. сушится. поверх можно почти что угодно - смачиваемость плохая, отстает хорошо.
Оптимальными мне кажутся варианты с герметиком и резиной.
Не спасешься от доли кровавой,
Что земным предназначила твердь.
Но молчи: несравненное право -
Самому выбирать свою смерть.
Н. Гумилев

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 14278
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Smol » Ср ноя 02, 2011 10:36 pm

Еще раз информирую: проблема это очень старая, полиэфирка при отверждении всегда дает усадку, из-за этого крупные изделия из нее склонны к деформации при отверждении. Бороться с этим можно только одним способом: ни в коем случае не брать чистую полиэфирку (да это и дорого!), стремиться максимально наполнять ее чем-то минеральным, скажем стекловолокном или просто песком (объемная степень наполнения должна быть максимально возможной для этого конкретного изделия). Гидроксид алюминия - решение правильное, раз оседает - значит его слишком мало и загустителя в рецептуре нет.
Безусадочные полиэфирные смолы в мире придуманы уже давно, за рубежом выпускаются, юзайте их, что ли... Но они тоже требуют некоторого наполнения.
А самый правильный путь - это использовать для изготовления крупногабаритных изделий (скажем, корпусных автомобильных деталей или плафонов светильников) уже готовый препрег, там необходимая степень наполнения достигнута на стадии изготовления этого препрега... Тем более, что такие препреги промышленно производятся, причем - недалеко от Москвы, причем - одним из участников нашего форума.
Формы для плоских изделий типа тех плит, что Вы хотите - это обычно простые противни из тонкой нержавейки, смазывать их можно либо силиконом, либо какой другой смазкой на основе минеральных масел, после предварительного формования при комнатной температуре изделия обязательно надо прогревать для окончательного отверждения. Если прогревать - то никакого ингибирования верхнего слоя Вы и не заметите. А не будете прогревать - плиты так и останутся недоотвержденными, хотя внешне будут казаться уже вполне нормальными :)
В общем - обращайтесь к профессионалам (к тем, кто производит смолы, препреги и стеклопластиковые изделия) - они Вас всему хорошему быстро научат.

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Чт ноя 03, 2011 5:52 pm

kali666, спасибо за советы, но вообще с прилипанием образцов у меня проблем нет. Кстати интересный способ нанесения строительного силикона вы предложили, долго искал в чем же растворяется он, оказывается в гексане/гептане....жаль их у меня нет, уже ушел из лаборатории......кушать очень уж хочется))) Но эти способы довольно трудоемки и сложны, наносить слои....ждать....я вообще любую поверхность (чаще всего стекло) смазываю раствором парафина в уайт-спирите, через час после высыхания поверхность готова, захотите не прилепите :)!

Smol то что эта проблема уже стара как мир знаю, все пишут что типа усадка и т.д., но я и пришел сюда потому что не понимаю, почему гнет образец даже без наполнителя!?!?! Ну да ладно, забудем....то может я что то с тем образцом накуролесил, нужно будет по свободе повторить, только побольше его сделать! По идее, если гнет из за того, что есть усадка, то чистую смолу выгнуть не должно, т.к. она должна дать усадку одинаковую по всему обьему и сократиться равномерно? Правильно?

Только что потрусил немного здешних бизнесменов на предмет наличия безусадочной смолы. Таки есть, но она как раз для изготовления стеклопластиковых форм, т.е. во первых уже окрашена в желтый цвет, что для моих отливок не желательно, но это не самое главное, а главное что она тиксотропная, т.е. пузырьки воздуха при отливке из нее скорее всего не выйдут.

А кто знает как добиваются эффекта безусадочности? Какие то добавки, которые уменьшают кристаллическую фазу в полимере в счет аморфной? Наверно какие то пластификаторы? Но они тогда должны влиять на прочность!

И еще вопрос) На одном сайте видел ребята хвастались отливками из полиэфирной смолы, с какой то чудо добавкой, после чего он гнется как линолеум!!! :idea: Даже видео есть! Что это может быть? Мне в принципе оно нафик не нужно, зачем придумывать велосипед, если уже есть линолеум) но я просто как полимерщик не могу представить что это должен быть за пластификатор такой что бы так пластифицировать полиэфир!!!! Как думаете? Если кто хочет могу ссыль на видео в ЛС кинуть.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 14278
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Smol » Чт ноя 03, 2011 8:14 pm

Arrenius писал(а):... Smol то что эта проблема уже стара как мир знаю, все пишут что типа усадка и т.д., но я и пришел сюда потому что не понимаю, почему гнет образец даже без наполнителя!?!?! Ну да ладно, забудем....то может я что то с тем образцом накуролесил, нужно будет по свободе повторить, только побольше его сделать! По идее, если гнет из за того, что есть усадка, то чистую смолу выгнуть не должно, т.к. она должна дать усадку одинаковую по всему обьему и сократиться равномерно? Правильно?
Нет, неправильно. Смола внутри заливаемого блока "сокращается в размере" сильнее, чем на его наружной поверхности, это связано с тем, что реакция полимеризации ненасыщенного мономера экзотермическая, поэтому во внутренних слоях заливки температура при отверждении больше, соответственно и степень отверждения смолы во внутренних слоях получается выше, чем в наружных. То есть внутри (и в середине) блока усадка больше, а снаружи (и по краям) - меньше, от этого возникают внутренние напряжения, которые и корежат крупногабаритное изделие "как Бог черепаху"... Наполнение позволяет чисто за счет объемного фактора (путем уменьшения объемной доли содержания смолы во всем объеме отливки) существенно сгладить это негативное явление. Кроме того, армирующий (скажем волоконный) наполнитель значительно увеличивает прочность изделия, распределяет возникающие при отверждении в отдельных точках "нагрузки", не давая внутренним напряжениям легко деформировать материал.
Arrenius писал(а):...А кто знает как добиваются эффекта безусадочности? Какие то добавки, которые уменьшают кристаллическую фазу в полимере в счет аморфной? Наверно какие то пластификаторы? Но они тогда должны влиять на прочность!
Это тоже известно - в смоле растворяют термопласты типа полистирола и поливинилацетата, при отверждении они как бы "выпадают" в отдельную фазу из своего раствора (см. работы академика Чалых). Образование новой фазы увеличивает общий объем находящейся в процессе отверждения системы (а не уменьшает его, как всегда происходит в случае превращения жидкой фазы в твердую при обычном отверждении). Причем чем большая степень отверждения достигнута в какой-то точке - тем больше в этой же точке образовалось новообразованной второй фазы ("выпало из смолы термопласта"), то есть цель добавки термопластов в смолу - создать в системе второй (первый - отверждение мономера) процесс, по воздействию на объем системы обратный усадке.
Казалось бы все просто - бери полистирол и мешай его со смолой. Но дело в том, что для нормального растворения в вязкой смоле эти полимеры нужны с достаточно редко встречающимся молекулярно-массовым распределением, а товарные марки полистиролов для этой цели не особо подходят... Приходится их специально для этой цели синтезировать, а объем потребности в таких специальных полистиролах небольшой (все обычные технические задачи прекрасно решаются простым увеличением степени наполнения смолы), потому безусадочные смолы и дороже обычных.
Arrenius писал(а):...И еще вопрос) На одном сайте видел ребята хвастались отливками из полиэфирной смолы, с какой то чудо добавкой, после чего он гнется как линолеум!!! :idea: Даже видео есть! Что это может быть? Мне в принципе оно нафик не нужно, зачем придумывать велосипед, если уже есть линолеум) но я просто как полимерщик не могу представить что это должен быть за пластификатор такой что бы так пластифицировать полиэфир!!!! Как думаете? Если кто хочет могу ссыль на видео в ЛС кинуть.
Думаю, что какие-то длинноцепочечные -СН2- компоненты, типа касторового масла... Или полиэфиры на основе полиэтиленгликоля. Получается редкосшитая трехмерная структура, обладающая повышенной эластичностью. Но прочность на разрыв такого материала будет пониже, чем у немодифицированной отвержденной полиэфирки. Ибо "точек сшивки" в нем относительно меньше, чем в структуре с частой трехмерной сеткой. (ПВХ и пластификаторы тут не при чем, механизм пластификации термопласта ПВХ совершенно другой, чем в случае трехмерных систем).
Аналог подобного материала в быту можно привести простой - сравните мягкую резину и эбонит. Мягкая резина легко тянется, она эластична, но она может рваться, ползти при достаточно сильном растяжении. А эбонит разорвать растяжением гораздо сложнее, но зато он не особо тянется и почти не гнется - зашит в трехмерную сетку насмерть...

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Пт ноя 04, 2011 10:03 am

Спасибо, очень интересно, особенно про уменьшение усадки полистиролом! Просто как статью в журнале прочел! :wink:
Smol писал(а):Думаю, что какие-то длинноцепочечные -СН2- компоненты, типа касторового масла... Или полиэфиры на основе полиэтиленгликоля. Получается редкосшитая трехмерная структура, обладающая повышенной эластичностью.
Ага, я тоже так подумал, что если часть жестких стирольных мостиков в трехмерной структуре заменить какими нибудь длинными алифатическими молекулами, то эластичность увеличится. Сначала добавил в систему первое что попало под руку - подсолнечное масло. Ничего не получилось, видимо слишком мало ненасыщенных связей....в принципе как и ожидалось. Пошел купил олифу, там в основном по 2-3 ненасыщенные связи на молекулу, но результат так же был не удовлетворительным. Во первых образец был просто "мокрым", да олифы я не пожалел и вся она в реакцию не вступила конечно, но и образцу гибкости особо не добавила. Думается мне в процессе отверждения олифа по какой то причине вообще не участвовала.......не знаю.....возможно из за пространственных затруднений. К активному центру конечно быстрее подойдет стирол (которого в системе в избытке, даже после визуального окончания полимеризации) чем длинная и неповоротливая молекула например линоленовой кислоты.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 14278
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Smol » Пт ноя 04, 2011 10:32 am

Вы книжку: Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры из сети скачайте (или в библиотеке возьмите), там все вопросы по интересующей Вас теме освещены...

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение Arrenius » Пт ноя 04, 2011 12:04 pm

Smol писал(а):Вы книжку: Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры из сети скачайте (или в библиотеке возьмите), там все вопросы по интересующей Вас теме освещены...
У мну есть! Не далее как вчера в очередной раз ее листал, но что то механизмов пластификации и т.п. в ней не видел, возможно пропустил, пошерстю!

Аватара пользователя
vtop10seo
Сообщения: 68
Зарегистрирован: Пт дек 26, 2014 1:18 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение vtop10seo » Ср янв 14, 2015 1:51 pm

Тема до сих пор актуальная. Спасибо SMOL за ответы. Во сейчас планирую заказать "пластификатор для полиэфирноых смол". Планирую произвести опытные отливки. Если получу положительные результаты - будет хорошо. Но одно верно - нужно постотверждение.

2rin
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Вт май 11, 2010 8:58 pm

Re: Выгибание образца из полиэфирной смолы

Сообщение 2rin » Чт янв 15, 2015 11:25 pm

Smol писал(а):Но дело в том, что для нормального растворения в вязкой смоле эти полимеры нужны с достаточно редко встречающимся молекулярно-массовым распределением, а товарные марки полистиролов для этой цели не особо подходят... Приходится их специально для этой цели синтезировать, а объем потребности в таких специальных полистиролах небольшой (все обычные технические задачи прекрасно решаются простым увеличением степени наполнения смолы), потому безусадочные смолы и дороже обычных.
Интерес чисто теоретический - какое ммр должно быть у соответствующего полистирола? Если укажете точнее, с ссылкой на статью - буду признателен. Но, хотя бы на пальцах - какое оно должно быть по виду?

[ Post made via iPad ] Изображение

Ответить

Вернуться в «полимеры / chemistry of polymers»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя