Эпоксидные смолы
Эпокси́дные смо́лы, термореактивные олигомерные продукты, содержащие не менее двух эпоксидных групп; способны под действием отвердителей превращаться в сшитые (сетчатые) полимеры. Эпоксидные смолы с концевыми эпоксигруппами (глицидиловыми; формула I) получают взаимодействием соединений с активным атомом водорода (фенолов, спиртов, кислот и др.) с эпихлоргидрином; эпоксидные смолы с эпоксигруппами в алифатических цепях или циклах (II) – эпоксидированием ненасыщенных соединений пероксикислотами или пероксидом водорода.
Эпоксидные смолы – жидкие или твёрдые вещества с молекулярной массой 300–3500. Отверждаются при 20–200 °C взаимодействием с полиаминами, многоосновными кислотами или их ангидридами, феноло-формальдегидными смолами или другими соединениями с активными атомами водорода, а также по механизму каталитической полимеризации (катализаторы – комплексы BF3, третичные амины или аминофенолы). Продукты отверждения характеризуются высокой адгезией к металлам, стеклу, бетону и большинству других материалов, химической стойкостью, хорошими влагозащитными, электроизоляционными и физико-механическими свойствами. По прочностным показателям отверждённые эпоксидные смолы превосходят применяемые в промышленности материалы на основе других синтетических смол. Так, прочность при растяжении может достигать 140 МПа, при сжатии – 40 МПа, при изгибе – 220 МПа; модуль упругости около 50 ГПа. В композиции на основе эпоксидных смол перед отверждением обычно вводят пластификаторы, не содержащие реакционноспособных групп, и наполнители – порошки, высокопрочные и высокомодульные сплошные и рубленые волокна из ткани, стекловолокна и других материалов.
Наиболее распространены т. н. диановые эпоксидные смолы – на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина (около 90 % производства всех эпоксидных смол; формула III).
Диановые эпоксидные смолы – вязкие жидкости (молекулярная масса 350–750) или твёрдые хрупкие вещества (молекулярная масса до 3500) от светло-жёлтого до коричневого цвета; растворяются в толуоле, ксилоле, ацетоне. Для отверждённых диановых эпоксидных смол: температура стеклования 60–180 °C, плотность 1,16–1,25 г/см3, теплопроводность 0,17–09 Вт/(м·К), удельная теплоёмкость 0,8–1,2 кДж/(кг·К), температурный коэффициент линейного расширения (45–65)·10–6·К–1, теплостойкость по Мартенсу 55–170 °C, относительное удлинение 0,5–6 %, диэлектрическая проницаемость 3,3–5, удельное электрическое сопротивление 1014–1016 Ом·см, ударная вязкость 5–25 кДж/м2; стойки в воде, водных растворах солей, щелочей и кислот. Наряду с диановыми эпоксидными смолами в промышленности широко применяются эпоксиноволачные, эпоксиуретановые и циклоалифатические эпоксидные смолы.
Эпоксидные смолы используют для изготовления клеёв, герметиков, заливочных и пропиточных компаундов, лаков, эмалей, в качестве связующих для высокопрочных армированных пластиков, композиционных материалов, дорожных покрытий, электроизоляционных и других материалов. Эпоксидные смолы вызывают дерматиты.