Незасићена полиестерска смола и епоксидна смола су два широко коришћена термореактивна материјала у производњи композита. Оба се могу комбиновати са фибергласом да би се произвели лагани и издржљиви производи, али се значајно разликују по цени, хемији очвршћавања, адхезији, скупљању и захтевима обраде.
Уопштено говорећи, незасићена полиестерска смола је често пожељна за економичну и велику производњу ФРП-а. Епоксидна смола се чешће бира када је потребно снажно секундарно везивање, мало скупљање очвршћавања или захтевне структурне перформансе.
Међутим, ниједна смола није најбољи избор за сваки пројекат. Овај водич упоређује њихове главне карактеристике и објашњава како одабрати прави материјал за вашу апликацију.
Шта је незасићена полиестерска смола?
Незасићена полиестерска смола, такође позната као УПР, је термореактивна смола која се обично снабдева са реактивним разблаживачем као што је стирен. Након што се дода препоручени иницијатор, смола пролази кроз реакцију умрежавања и прелази из течности у чврсту чврсту супстанцу.
УПР се широко користи са ојачањем стакленим влакнима за производњу пластике ојачане стакленим влакнима или ФРП-а. У зависности од формулације, може се обрадити ручним полагањем, прскањем, ливењем, пултрузијом, преношењем смоле, масом за ливење лимова и масом за ливење.
Типичне примене укључују чамце, аутомобилске плоче, расхладне торњеве, санитарије, цеви, резервоаре, грађевинске плоче и композитне калупе.
Важно је запамтити да је незасићена полиестерска смола широка категорија материјала. Опште намене, изофтални, ДЦПД, алати, отпорни на пламен и ниске емисије стирена су дизајнирани за различите примене.
Узорак незасићене полиестерске смоле приказан је на званичној страници производа Хуаке Полимер ХС-243ПТФ.
Шта је епоксидна смола?
Епоксидна смола се обично испоручује као двокомпонентни систем који се састоји од смоле и компатибилног учвршћивача. Када се две компоненте помешају у одређеном односу, оне реагују и формирају високо умрежени чврсти материјал.
Епоксидни системи се обично користе за структуралне композите, лепкове, заштитне премазе, делове од угљеничних влакана, поправке бродова и прецизне алате. Посебно су корисни када је потребна јака веза са постојећом очврслом површином.
Епоксидну смолу не треба мешати са смолом епоксидног винил естра. Иако се винил естар може произвести од структуре на бази епоксида, он се обично очвршћава кроз механизам сличан незасићеној полиестерској смоли. Конвенционални епоксид користи одвојену реакцију смоле и учвршћивача.
Незасићена полиестерска смола наспрам епоксидне смоле
| фактора |
Незасићена полиестерска смола |
Епоксидна смола |
| Систем очвршћавања |
Обично се покреће пероксидом |
Смола помешана са одређеним учвршћивачем |
| Трошкови материјала |
Генерално ниже |
Генерално више |
| Секундарна адхезија |
Ограниченије на осушеним површинама |
Обично јачи |
| Излечити скупљање |
Генерално више |
Генерално ниже |
| Погодност производње |
Исплатива производња ФРП-а |
Структурно ламинирање и лепљење |
| Брзина обраде |
Често погодан за брзу производњу |
Зависи од формулације и учвршћивача |
| Типично појачање |
Углавном фиберглас |
Фиберглас и карбонска влакна |
| Главна предност |
Производна економија |
Адхезија и контрола димензија |
1. Процес очвршћавања
УПР и епоксидна смола очвршћавају се кроз различите хемијске реакције.
Незасићена полиестерска смола обично захтева иницијатор пероксида. Неки производи се испоручују као унапред промовисани разреди, што значи да је систем акцелератора већ додат током производње. На време гела може утицати температура смоле, температура у радионици, тип иницијатора и одобрена доза иницијатора.
Епоксидној смоли је потребан компатибилан учвршћивач у тачном односу мешања. Додавање додатног учвршћивача није поуздан начин да се убрза очвршћавање. Нетачан однос може довести до непотпуног очвршћавања и лошег коначног учинка.
За оба система, време рада, време гелирања, време вађења из калупа и потпуно очвршћавање су различите фазе. Компонента која је тврда може и даље захтевати додатно очвршћавање пре него што постигне своја предвиђена својства.
Произвођачи увек треба да прате технички лист радије него да прилагођавају систем очвршћавања без одобрења добављача.
2. Трошкови и ефикасност производње
Незасићена полиестерска смола је генерално економичнија од епоксидне смоле. Ово је један од разлога што се широко користи за производњу ФРП средњег и великог обима.
УПР може подржати ефикасну производњу када су смола, арматура, калуп и систем очвршћавања правилно усклађени. Често је погодан за предузећа којима је потребан доследан учинак уз контролу трошкова сировина.
Епоксидна смола обично кошта више и може захтевати прецизније одређивање пропорција или дужи период очвршћавања. Међутим, виша цена материјала може бити оправдана ако његово везивање или перформансе димензија спречавају кварове и смањују прераду.
Сама набавна цена не би требало да одређује избор. Произвођачи треба да израчунају укупне трошкове сваког прихватљивог готовог дела, укључујући:
Смола ниже цене није економична ако производи неприхватљиву стопу одбијања. Слично томе, коришћење скупог епоксида може донети малу корист када квалификовани УПР већ задовољава захтеве производа.
3. Адхезија и учинак поправке
Посебно је важна разлика у секундарној адхезији.
Секундарно везивање настаје када се свежа смола нанесе на површину која је већ очврснула. Ово је уобичајено код поправки, ојачања и склапања композитних компоненти.
УПР се добро понаша током оригиналне производње правилно дизајнираног ламината. Међутим, његова адхезија за стари, потпуно очврснути композит може бити ограниченија.
Епоксидна смола је генерално погоднија за лепљење на правилно припремљене фибергласе, дрво, метал и друге очврсле подлоге. Због тога се често бира за структуралне поправке.
Припрема површине је и даље критична. Прљавштина, влага, уље, неадекватно брушење или лоша израда могу узроковати квар оба система.
За нови ливени ФРП део, УПР може бити економичнији избор. За поправку или лепљење постојеће очврснуте структуре, епоксид често заслужује већу пажњу.
4. Механичке перформансе
Погрешно је рећи да је епоксид увек јачи од незасићене полиестерске смоле.
Перформансе композитне компоненте зависе од целог система ламината, укључујући:
Формулација смоле
Врста арматуре
Оријентација влакана
Садржај влакана
Дебљина ламината
Воид садржај
Услови очвршћавања
Радна температура
Добро произведен ламинат од фибергласа који користи одговарајући УПР може надмашити лоше произведен епоксидни ламинат.
Значење „јаче“ такође мора бити дефинисано. Затезна чврстоћа, чврстоћа на савијање, отпорност на удар, отпорност на замор, издужење и међуслојна чврстоћа представљају различите карактеристике перформанси.
Када упоредите производе, користите податке добијене сличним методама испитивања и условима очвршћавања. Не упоређујте чврстоћу чисте смоле једног материјала директно са јачином ојачаног ламината другог.
5. Отврдњавање скупљања и димензионалне стабилности
Конвенционални УПР генерално доживљава више скупљања током очвршћавања него епоксид. У зависности од компоненте и процеса, ово може допринети деформисању, унутрашњем напрезању, варијацијама димензија или видљивим узорцима влакана.
Уопштено ниже скупљање епоксида може бити корисно за прецизне алате и компоненте које захтевају чврсте толеранције.
Међутим, специјализоване УПР формулације могу контролисати скупљање. Хуаке Полимер'с ХС-243ПТФ нископрофилна контролисана алатна незасићена полиестерска смола , на пример, је дизајнирана за производњу композитних калупа и контролу скупљања.
Ово показује зашто специфичне оцене треба упоређивати уместо претпоставке да се сваки производ у једној породици смола понаша на исти начин.
6. Обрада и обрада површине
Захтеве за обраду треба узети у обзир пре промене система смоле.
Димензионисање арматуре, везива за исецкане матове, материјали за језгро, средства за одвајање, гелцоатс и боје морају бити компатибилни са изабраном смолом. Материјали дизајнирани за полиестерски систем који садржи стирен можда неће аутоматски радити са епоксидом.
Вискозност такође мора одговарати начину производње. Смола намењена за ручно полагање можда неће имати карактеристике протока потребне за инфузију смоле. Инфузиону смолу ниске вискозности може бити тешко контролисати на вертикалној површини.
УПР се широко користи са успостављеним полиестерским гелцоат системима за производњу атрактивних обликованих површина. Епоксид такође може да обезбеди висококвалитетни завршни слој, али треба потврдити компатибилност прајмера, боја и гелцоата.
Када прелазе из једне породице смоле у другу, произвођачи би требало да преиспитају цео производни систем уместо да замењују само течну смолу.
Композитни катамаран приказан на званичној страници Хуаке Полимер-а за алатну смолу, представљајући типичну поморску ФРП апликацију.
7. Отпорност на воду, хемикалије и топлоту
Обе породице смола могу пружити корисну отпорност на животну средину, али перформансе зависе од формулације.
Производ изложен повременој киши нема исте захтеве као резервоар који је стално уроњен у топлу воду. Хемијски учинак такође зависи од врсте хемикалије, концентрације, температуре и времена излагања.
Отпорност на топлоту треба пажљиво проценити. Температура скретања топлоте или температура стакленог прелаза у техничком листу не треба аутоматски да се третира као континуална радна граница.
За захтевна окружења, купци треба да обезбеде добављачима комплетне услове услуге. Квалификационо тестирање може бити неопходно када би дуготрајни неуспех створио озбиљне техничке или финансијске последице.
Коју смолу треба да изаберете?
Изаберите незасићену полиестерску смолу када:
Производите нове ливене ФРП производе
Цена материјала је главна ствар
Потребна је производња средњег или великог обима
Користи се ручно полагање, прскање, обликовање или ливење
Ојачање и гелцоат су компатибилни са полиестером
Одговарајући УПР разред испуњава захтеване перформансе
УПР се обично разматра за чамце, аутомобилске панеле, санитарије, расхладне торњеве, цеви, резервоаре и опште компоненте од фибергласа.
Изаберите епоксидну смолу када:
Јака секундарна веза је неопходна
Постојећи очврснути ламинат мора бити поправљен
Користи се ојачање карбонским влакнима
Мало скупљање очвршћавања је посебно важно
Компонента има захтевне структурне захтеве
Већи трошак материјала може се оправдати побољшаним перформансама
Типичне примене укључују поправке конструкција, спојене склопове, композитне компоненте високих перформанси и прецизне структуре.
Често постављана питања
Да ли је епоксид увек бољи од незасићене полиестерске смоле?
Не. Епоксид може понудити бољу секундарну адхезију и мање скупљање, док УПР може да обезбеди економичнију и ефикаснију производњу. Бољи материјал зависи од примене.
Може ли се епоксид нанети преко очврслог полиестера?
Одговарајући епоксид се често може везати за правилно очишћене, осушене и механички припремљене полиестерске ламинате. Треба поштовати процедуру поправке добављача.
Да ли се УПР и епоксид могу мешати?
Не треба их мешати осим ако комбиновани систем није посебно формулисан и валидиран. Механизми њиховог лечења су различити.
Која је смола боља за чамце?
УПР се широко користи за економичну производњу нових компоненти чамаца од фибергласа. Епоксид се обично бира за структурално лепљење, ламинате високих перформанси и поправке.
Закључак
Избор између незасићене полиестерске смоле и епоксидне смоле зависи од пројекта, а не од једноставне тврдње да је један материјал бољи.
УПР је често практичан избор за економичну производњу нових компоненти од фибергласа. Епоксид је обично прикладнији када је приоритет секундарна адхезија, мало скупљање очвршћавања или захтевне структурне перформансе.
Пре него што изаберете производ, упоредите специфичне класе смоле, захтеве очвршћавања, компатибилност арматуре, услове услуге и укупне трошкове производње. Пружање ових информација добављачу смоле ће такође олакшати идентификацију одговарајуће формулације.
