Реактопласты - природа, химическая стойкость и область применения термореактивных пластических масс (реактопластов)

На основе термореактивных смол изготовляются реактопласты - химическистойкие, прочные и плотные конструкционные материалы, мастики, замазки и бетоны. Они могут использоваться широко в качестве защитных покрытий по стали и бетону, в качестве вяжущих материалов армопластбетонов и фаолитов, текстолитов, стеклопластиков для специальных конструкций — труб, ванн и емкостей для высокоагрессивных жидкостей и газов.
Для указанных целей используются главным образом четыре вида смол — фенольных, фурановых, эпоксидных и полиэфирных, каждая из которых в свою очередь имеет много разновидностей.

Реактопласты производят избирательно совмещая смолы друг с другом, особенно с эпоксидной смолой, а также модифицироваться с другими продуктами, пластификаторами, красителями и т. п. Для снижения стоимости и повышения эластичности используют битумы, дегти, сланцевую олифу и некоторые другие продукты. В результате может быть получено большое количество связующих материалов, мастик, лаков и др. с различными свойствами.
Кроме того, для получения более экономичных, а одновременно более прочных и менее деформируемых мастик или пластобетонов в твердеющие смеси вводятся различные наполнители.

Особым видом наполнителей для реактопластов, которые одновременно служат в качестве армирования, являются волокнистые материалы: асбест, древесная мука и стрижки, стекложгуты, стеклоткани и т. п.
При введении наполнителей в смолу, как правило, увеличивается прочность изделий при одновременном снижении их хрупкости (усадки, ползучести).

Теплостойкость и морозостойкость наполненных смол, как правило, выше, чем непаполненных, но резкие температурные перепады могут разрушающе действовать на структуру системы смола — наполнители.
Водостойкость наполненных пластиков обычно несколько ниже, чем чистых смол.
Кислото- или щелочестойкость наполненных пластиков определяется видом и стойкостью как смол (в первую очередь), так и наполнителей.

Стойкость в органических неполярных растворителях, так же как и стойкость к окислению, по преимуществу определяется природой самих смол.

Наполняют реактопласты многими материалами, измельченными до нужной дисперсности:

  • для щелочных и нейтральных сред — карбонаты, минеральные цементы;
  • для кислых сред — кремнеземистые и алюмосиликатные породы — кварц, андезит, асбест, гранит и т. п.;
  • для переменных сред использования — углеродосодержащие наполнители — древесная мука, шерсть, уголь (кокс), графит, сажа.
  • В качестве промышленных продуктов на основе резольных (фенолоформальдегидных) смол получают бакелитовые лаки (растворы смол в этиловом спирте).

Лаки отверждаются путем ступенчатого прогрева при температуре от 80 до 160°С в течение суток. При нагреве удаляются летучие растворители и осуществляется переход смолы из резола в резит; при этом отверждается пленка лака, нанесенная на защищаемую поверхность, и пленка становится хрупкой.

Из наполненных фенопластов значительное распространение получили фаолит в виде листов, изготовляемых на основе фенолоальдегидной резольной смолы и асбеста (марка А) или асбеста с графитом (марка Т). Соотношение смолы и наполнителей по весу принимают от 1 : 1 до 1 : 1,7.
Фаолиты характеризуются высокой стойкостью в минеральных кислотах средних концентраций, в том числе и в плавиковой кислоте (марка Т), в воде, спирте и ряде других сред, в том числе подогретых, но ограниченной стойкостью к щелочам и сильным окислителям.
Фаолит отличается высокой механической прочностью при растяжении до 200, при изгибе до 600 и при сжатии до 900 кгс/см2. Из фаолита изготовляются различные конструкции — сосуды, корпуса, царги, трубы, колонны, насосы и т. п.

реактопласты

Отдельные царги труб колонн и их деталей могут соединяться на болтах или на фаолитовой замазке. Замазку готовят из смолы с введением в нее 50% асбеста, или 10% асбеста и 40% графита.
Текстофаолит является слоистым комбинированным материалом внутреннего фаолитового и наружного текстолитового слоев. Увеличивая количество слоев, можно получить достаточно прочные крупногабаритные конструкции, например вентиляционные трубы значительной высоты (до 40 м) для отсоса газов с температурой до 120°С.
Существенным недостатком материалов на основе фенольных смол типа фаолита является то, что отверждение их должно происходить при относительно высокой температуре 80—140°С по специальному режиму в течение 24—36 ч и более.

Новые композиции замазок на основе фенольных смол, известные под названием арзамиты, могут отверждаться как при нагреве, так и при комнатной температуре. Такие замазки получают на основе феноло-формальдегидных смол с добавкой бензилового спирта (10%) и дихлоргидринглицерина (20%); последний добавляют для придания составам щелочестойкости в холодном состоянии, что также выгодно отличает замазки арзамит от других составов на основе фенольных смол.

Чтобы реактопласты быстрее твердели, в состав наполнителей вводят катализатор— паратолуолсульфохлорид (10% по весу).
В качестве наполнителя применяют кварцевый песок (для марки 1), молотый барит (№ 2 и 3) или графит (№ 4 и 5). Наибольшее распространение получил арзамит марки 5.

Выпускаются также и более эффективные арзамиты марок 6 и 7. Особенно перспективна марка 7 с включением в смесь фурановой смолы.
Арзамиты характеризуются достаточно высокой прочностью при сжатии до 600 кгс/см2, почти универсальной стойкостью ко всем средам, за исключением горячих концентрированных едких щелочей и окисляющих кислот.

Недостатком арзамитов является наличие в них кислого катализатора — паратолуолсульфохлорида, который может вызывать как коррозию стали, так и разрушение слоя бетона при нанесении на них замазок. В результате со временем наблюдается отслаивание замазок. Во избежание этого рекомендуется наносить их по подслою из плотного лака стойкого и к кислотам, и к слабым щелочам (бакелита или специального состава из резорцино-формальдегидной смолы).

Добавить комментарий