Küllastumata polüestervaik ja epoksüvaik on kaks komposiitide valmistamisel laialdaselt kasutatavat termoreaktiivset materjali. Mõlemat saab kombineerida klaaskiuga, et toota kergeid ja vastupidavaid tooteid, kuid need erinevad oluliselt kulude, kõvenemiskeemia, nakkuvuse, kokkutõmbumise ja töötlemisnõuete poolest.
Üldiselt küllastumata polüestervaiku . eelistatakse kulutõhusa ja suuremahulise FRP tootmiseks sageli Epoksiidvaiku valitakse sagedamini siis, kui on vaja tugevat sekundaarset sidumist, vähest kõvenevat kokkutõmbumist või nõudlikke struktuurseid jõudlusi.
Kuid kumbki vaik pole iga projekti jaoks parim valik. Selles juhendis võrreldakse nende peamisi omadusi ja selgitatakse, kuidas valida oma rakenduse jaoks õige materjal.
Mis on küllastumata polüestervaik?
Küllastumata polüestervaik, tuntud ka kui UPR, on termoreaktiivne vaik, mida tavaliselt tarnitakse koos reaktiivse lahjendiga, näiteks stüreeniga. Pärast soovitatud initsiaatori lisamist läbib vaik ristsidumise reaktsiooni ja muutub vedelast jäigaks tahkeks aineks.
UPR-i kasutatakse laialdaselt koos klaaskiust tugevdusega klaaskiuga tugevdatud plasti või FRP tootmiseks. Olenevalt koostisest saab seda töödelda käsitsi ladumise, pihustamise, valamise, pultrusiooni, vaigu ülekandevormimise, lehtvormimismassi ja puistevormimise teel.
Tüüpilised rakendused hõlmavad paadid, autopaneelid, jahutustornid, sanitaartehnikatooted, torud, mahutid, ehituspaneelid ja komposiitvormid.
Oluline on meeles pidada, et küllastumata polüestervaik on lai materjalide kategooria. Üldotstarbelised, isoftaal-, DCPD-, tööriista-, leegiaeglustavad ja madala stüreeniheitega klassid on mõeldud erinevateks rakendusteks.
Küllastumata polüestervaigu näidis on näidatud Huake Polymeri ametlikul HS-243PTF tootelehel.
Mis on epoksüvaik?
Epoksiidvaiku tarnitakse tavaliselt kahekomponendilise süsteemina, mis koosneb vaigust ja ühilduvast kõvendist. Kui kaks komponenti segatakse kindlaksmääratud vahekorras, siis nad reageerivad ja moodustavad tugevalt ristseotud tahke materjali.
Epoksiidsüsteeme kasutatakse tavaliselt struktuursete komposiitide, liimide, kaitsekatete, süsinikkiust osade, mereremondi ja täppistööriistade jaoks. Need on eriti kasulikud, kui on vaja tugevat sidet olemasoleva kõvastunud pinnaga.
Epoksüvaiku ei tohi segi ajada epoksüvinüülestervaiguga. Kuigi vinüülestrit võib valmistada epoksiidipõhisest struktuurist, kõveneb see tavaliselt küllastumata polüestervaiguga sarnase mehhanismi kaudu. Tavalises epoksiidis kasutatakse eraldi vaigu ja kõvendi reaktsiooni.
Küllastumata polüestervaik vs epoksüvaigufaktor
| küllastumata |
polüestervaik |
Epoksüvaik |
| Kõvenemise süsteem |
Tavaliselt initsieeritud peroksiidiga |
Määratud kõvendiga segatud vaik |
| Materjali maksumus |
Üldiselt madalam |
Üldiselt kõrgem |
| Sekundaarne adhesioon |
Kõvastunud pindadel piiratum |
Tavaliselt tugevam |
| Ravida kokkutõmbumist |
Üldiselt kõrgem |
Üldiselt madalam |
| Tootmissobivus |
Kulusäästlik FRP tootmine |
Struktuurne lamineerimine ja liimimine |
| Töötlemise kiirus |
Sageli sobib kiireks tootmiseks |
Sõltub koostisest ja kõvendist |
| Tüüpiline tugevdus |
Peamiselt klaaskiust |
Klaaskiud ja süsinikkiud |
| Peamine eelis |
Tootmismajandus |
Adhesioon ja mõõtmete kontroll |
1. Kõvenemisprotsess
UPR ja epoksüvaik kõvenevad läbi erinevate keemiliste reaktsioonide.
Küllastumata polüestervaik vajab tavaliselt peroksiidi initsiaatorit. Mõned tooted tarnitakse eelnevalt reklaamitud klassidena, mis tähendab, et kiirendisüsteem on juba tootmise käigus lisatud. Geeli aega võivad mõjutada vaigu temperatuur, töökoja temperatuur, initsiaatori tüüp ja heakskiidetud initsiaatori annus.
Epoksüvaik nõuab sobivat kõvendit täpse segamissuhtega. Täiendava kõvendi lisamine ei ole usaldusväärne viis kõvenemise kiirendamiseks. Vale suhe võib põhjustada mittetäieliku paranemise ja halva lõpptulemuse.
Mõlema süsteemi puhul on tööaeg, geelistamise aeg, vormist lahtivõtmise aeg ja täielik kõvenemine erinevad etapid. Kõvana tunduv komponent võib siiski vajada täiendavat kõvenemist, enne kui see saavutab ettenähtud omadused.
Tootjad peaksid alati järgima tehnilisi andmelehti, selle asemel et reguleerida kõvendussüsteemi ilma tarnija nõusolekuta.
2. Kulud ja tootmistõhusus
Küllastumata polüestervaik on üldiselt ökonoomsem kui epoksüvaik. See on üks põhjus, miks seda kasutatakse laialdaselt keskmise ja suure mahuga FRP tootmiseks.
UPR võib toetada tõhusat tootmist, kui vaik, tugevdus, vorm ja kõvenemissüsteem on õigesti sobitatud. See sobib sageli ettevõtetele, kes vajavad ühtlast toodangut, kontrollides samal ajal toorainekulusid.
Epoksiidvaik maksab tavaliselt rohkem ja võib nõuda täpsemat proportsioonide määramist või pikemat kõvenemisperioodi. Kuid materjali kõrgem hind võib olla õigustatud, kui selle liimimine või mõõtmete toimivus takistab rikkeid ja vähendab ümbertöötamist.
Ainuüksi ostuhind ei tohiks valikut määrata. Tootjad peaksid arvutama iga vastuvõetava valmisosa kogumaksumuse, sealhulgas:
Tooraine ja kulumaterjalid
Töönõuded
Hallituse hõivatus
Kuumutamine või järelkõvendamine
Viimistlus ja ülevaatus
Vanaraua ja ümbertöötlemine
Madalama hinnaga vaik ei ole ökonoomne, kui selle tagasilükkamise määr on vastuvõetamatu. Samamoodi võib kalli epoksiidi kasutamine anda vähe kasu, kui kvalifitseeritud UPR vastab juba toote nõuetele.
3. Adhesioon ja parandamine
Sekundaarse adhesiooni erinevus on eriti oluline.
Sekundaarne sidumine toimub siis, kui värske vaik kantakse juba kõvenenud pinnale. See on tavaline remontimisel, tugevdamisel ja komposiitkomponentide kokkupanemisel.
UPR toimib hästi korralikult disainitud laminaadi algse valmistamise ajal. Siiski võib selle nakkumine vana, täielikult kõvenenud komposiidiga olla piiratum.
Epoksüvaik sobib üldiselt paremini liimimiseks korralikult ettevalmistatud klaaskiu, puidu, metalli ja muude kõvastunud aluspindadega. Seetõttu valitakse see sageli konstruktsioonide remondiks.
Pinna ettevalmistamine on endiselt kriitiline. Mustus, niiskus, õli, ebapiisav lihvimine või halb töötlus võib põhjustada mõlema süsteemi rikke.
Uue vormitud FRP osa jaoks võib UPR olla ökonoomsem valik. Olemasoleva kõvastunud struktuuri parandamiseks või liimimiseks väärib epoksiid sageli suuremat tähelepanu.
4. Mehaaniline jõudlus
On eksitav väita, et epoksiid on alati tugevam kui küllastumata polüestervaik.
Komposiitkomponendi jõudlus sõltub kogu laminaadisüsteemist, sealhulgas:
Vaigu koostis
Tugevdamise tüüp
Kiudude orientatsioon
Kiudainete sisaldus
Laminaadi paksus
Tühi sisu
Kõvenemise tingimused
Töötemperatuur
Hästi toodetud klaaskiust laminaat, mis kasutab sobivat UPR-i, võib ületada halvasti valmistatud epoksülaminaati.
Samuti tuleb määratleda 'tugevam' tähendus. Tõmbetugevus, paindetugevus, löögikindlus, väsimuskindlus, pikenemine ja kihtidevaheline tugevus esindavad erinevaid tööomadusi.
Toodete võrdlemisel kasutage sarnaste katsemeetodite ja kõvenemistingimustega saadud andmeid. Ärge võrrelge ühe materjali vaigu tugevust otse teise materjali tugevdatud laminaadi tugevusega.
5. Karastage kokkutõmbumine ja mõõtmete stabiilsus
Tavaline UPR kogeb kõvenemise ajal üldiselt rohkem kokkutõmbumist kui epoksü. Olenevalt komponendist ja protsessist võib see kaasa aidata moondumisele, sisepingele, mõõtmete varieerumisele või nähtavatele kiududele.
Epoksiidi üldiselt madalam kõvenemise kokkutõmbumine võib olla kasulik täppistööriistade ja komponentide jaoks, mis nõuavad kitsaid tolerantse.
Spetsiaalsed UPR-preparaadid võivad aga kokkutõmbumist kontrollida. Huake Polymer Näiteks HS-243PTF madala profiiliga kontrollitud tööriistad Küllastumata polüestervaik on mõeldud komposiitvormide tootmiseks ja kokkutõmbumise kontrollimiseks.
See näitab, miks tuleks konkreetseid klasse võrrelda, selle asemel, et eeldada, et kõik ühe vaiguperekonna tooted käituvad ühtemoodi.
6. Töötlemine ja pinnaviimistlus
Enne vaigusüsteemide vahetamist tuleks arvesse võtta töötlemisnõudeid.
Tugevdusliistud, tükeldatud mattide sideained, südamiku materjalid, eraldusained, geelkatted ja värvid peavad sobima valitud vaiguga. Stüreeni sisaldava polüestersüsteemi jaoks mõeldud materjalid ei pruugi epoksiidiga automaatselt töötada.
Viskoossus peab sobima ka tootmismeetodiga. Käsitsi paigaldamiseks mõeldud vaigul ei pruugi olla vaigu infusiooniks vajalikke voolavusomadusi. Madala viskoossusega infusioonvaiku võib vertikaalsel pinnal olla raske kontrollida.
UPR-i kasutatakse laialdaselt koos väljakujunenud polüestergeelkattesüsteemidega, et toota atraktiivseid vormitud pindu. Epoksiid võib pakkuda ka kvaliteetset viimistlust, kuid kruntvärvide, värvide ja geelkatete sobivus tuleks kinnitada.
Ühelt vaiguperelt teisele üleminekul peaksid tootjad kogu tootmissüsteemi üle vaatama, mitte ainult vedelat vaiku.
Komposiitkatamaraan, mis kuvatakse Huake Polymeri ametlikul tööriistavaigulehel, esindades tüüpilist mere FRP-rakendust.
7. Vee-, kemikaali- ja kuumakindlus
Mõlemad vaigupered võivad pakkuda kasulikku keskkonnakindlust, kuid toimivus sõltub koostisest.
Aeg-ajalt vihmaga kokku puutuval tootel ei ole samu nõudeid kui pidevalt sooja vette kastetud paagil. Keemiline jõudlus sõltub ka kemikaali tüübist, kontsentratsioonist, temperatuurist ja kokkupuuteajast.
Kuumakindlust tuleks hoolikalt hinnata. Tehnilise andmelehe soojusläbipainde temperatuuri või klaasistumistemperatuuri ei tohiks automaatselt käsitleda pideva tööpiiranguna.
Nõudlikes keskkondades peaksid ostjad pakkuma tarnijatele täielikke teenindustingimusi. Kvalifikatsioonitestid võivad olla vajalikud, kui pikaajaline rike võib põhjustada tõsiseid tehnilisi või rahalisi tagajärgi.
Millist vaiku peaksite valima?
Valige küllastumata polüestervaik järgmistel juhtudel:
Valmistate uusi vormitud FRP tooteid
Materjali maksumus on peamine kaalutlus
Vajalik on keskmise või suure mahuga tootmine
Kasutatakse käsitsi ladumist, pihustamist, vormimist või valamist
Tugevdus ja geelkate on polüestriga ühilduvad
Sobiv UPR klass vastab nõutavale jõudlusele
UPR-i kasutatakse tavaliselt paatide, autopaneelide, sanitaarseadmete, jahutustornide, torude, paakide ja üldiste klaaskiust komponentide puhul.
Valige epoksüvaik, kui:
Tugev sekundaarne sidumine on hädavajalik
Olemasolev kõvenenud laminaat tuleb parandada
Kasutatakse süsinikkiust tugevdust
Madal kõvenemise kokkutõmbumine on eriti oluline
Komponendil on kõrged konstruktsiooninõuded
Suuremaid materjalikulusid saab õigustada parema jõudlusega
Tüüpilised rakendused hõlmavad konstruktsioonide remonti, liimitud kooste, suure jõudlusega komposiitkomponente ja täppiskonstruktsioone.
Korduma kippuvad küsimused
Kas epoksiid on alati parem kui küllastumata polüestervaik?
Ei. Epoksiid võib pakkuda paremat sekundaarset nakkumist ja väiksemat kokkutõmbumist, samas kui UPR võib pakkuda säästlikumat ja tõhusamat tootmist. Parem materjal sõltub rakendusest.
Kas epoksiidi saab kanda kõvastunud polüestri peale?
Sobiv epoksiid võib sageli kinnituda korralikult puhastatud, kuivatatud ja mehaaniliselt valmistatud polüesterlaminaatidega. Järgida tuleks tarnija parandusprotseduuri.
Kas UPR-i ja epoksiidi saab segada?
Neid ei tohi segada, välja arvatud juhul, kui kombineeritud süsteem on spetsiaalselt koostatud ja kinnitatud. Nende kõvenemismehhanismid on erinevad.
Milline vaik on paatide jaoks parem?
UPR-i kasutatakse laialdaselt uute klaaskiust paadikomponentide säästlikuks tootmiseks. Epoksiidi valitakse tavaliselt struktuurseks liimimiseks, suure jõudlusega laminaatideks ja remondiks.
Järeldus
Valik küllastumata polüestervaigu ja epoksüvaigu vahel sõltub pigem projektist kui lihtsast väitest, et üks materjal on parem.
UPR on sageli praktiline valik uute valatud klaaskiudkomponentide säästlikuks tootmiseks. Epoksiid on tavaliselt sobivam, kui esmatähtis on sekundaarne adhesioon, vähene kõvenemise kokkutõmbumine või nõudlik struktuurne jõudlus.
Enne toote valimist võrrelge konkreetseid vaiguklasse, kõvenemisnõudeid, tugevduse ühilduvust, teenindustingimusi ja tootmiskulusid. Selle teabe edastamine vaigu tarnijale hõlbustab ka sobiva koostise tuvastamist.
